Bagaimana untuk menjalankan pengurusan cache teragih untuk pembangunan fungsi Java

Cara menjalankan pengurusan cache teragih untuk pembangunan fungsi Java

Dalam pembangunan sistem teragih, cache ialah bahagian penting dalam meningkatkan prestasi dan kebolehskalaan. Pengurusan cache teragih merujuk kepada pengurusan bersatu dan penyelarasan cache dalam sistem teragih supaya data boleh diperoleh dengan cekap daripada pangkalan data atau sumber data lain dan dikongsi serta disegerakkan antara berbilang nod. Artikel ini akan memperkenalkan cara menggunakan Java untuk membangunkan fungsi pengurusan cache yang diedarkan.

1 Pilih rangka kerja cache teragih yang sesuai

Dalam pembangunan Java, terdapat banyak rangka kerja cache teragih yang sangat baik untuk dipilih, seperti Redis, Memcached, Ehcache, dll. Memilih rangka kerja caching yang sesuai dengan keperluan projek anda ialah langkah pertama dalam pembangunan.

Ambil Redis sebagai contoh Redis ialah sistem storan data dalam memori sumber terbuka yang digunakan secara meluas dalam senario seperti caching teragih dan baris gilir mesej. Ia menyokong pelbagai struktur data, seperti rentetan, jadual cincang, senarai, set, dsb., dan menyediakan banyak arahan operasi.

2. Tetapkan strategi cache

Dalam pengurusan cache teragih, strategi cache adalah sangat penting, ia secara langsung menentukan kadar hit cache dan konsistensi data.

Terdapat dua strategi caching biasa Satu ialah strategi tamat tempoh berasaskan masa, iaitu menetapkan kitaran hayat cache Apabila kitaran hayat melebihi, cache akan tamat tempoh secara automatik dan dimuatkan semula daripada pangkalan data -berasaskan dengan dasar tamat tempoh, apabila data dalam pangkalan data berubah, cache akan tamat tempoh secara automatik dan data terkini akan dimuat semula.

Sebagai contoh, apabila menggunakan Redis untuk pengurusan cache, anda boleh menetapkan kitaran hayat cache dengan menetapkan perintah tamat tempoh:

String key = "user:123";
String value = "张三";
int expireTime = 60; // 缓存生命周期为60秒

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.set(key, value);
jedis.expire(key, expireTime);

3. Laksanakan antara muka pengurusan cache

Untuk mengurus cache secara seragam, anda boleh menentukan cache antara muka pengurusan untuk menyediakan kaedah Operasi cache seperti menambah, memadam, mengubah suai dan menyemak. Pelaksanaan khusus boleh berdasarkan klien Java Redis, atau gunakan anotasi pengurusan cache yang disediakan oleh rangka kerja Spring.

Sebagai contoh, laksanakan antara muka Cache dengan menyesuaikan kelas CacheManager untuk mengurus cache:

public interface Cache {
    void put(String key, Object value);
    Object get(String key);
    void remove(String key);
}

4. Laksanakan penyegerakan cache teragih

Dalam sistem teragih, memandangkan terdapat berbilang nod, adalah perlu untuk memastikan bahawa cache adalah pada setiap penyegerakan nod antara. Ini boleh dilaksanakan menggunakan fungsi Redis Pub/Sub.

Sebagai contoh, apabila nod menerbitkan mesej kepada Redis, nod lain boleh menerima mesej dengan melanggan saluran dan memprosesnya dengan sewajarnya:

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.publish("channel", "message");

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.subscribe(new JedisPubSub() {
    @Override
    public void onMessage(String channel, String message) {
        // 处理接收到的消息
    }
}, "channel");

5. Optimumkan prestasi cache

Untuk meningkatkan prestasi baca dan tulis bagi cache, anda boleh Membuat beberapa langkah pengoptimuman. Sebagai contoh, anda boleh menggunakan teknologi pensirilan objek dan penyahsirilan untuk menyimpan objek Java dalam cache untuk mengelakkan operasi pertanyaan pangkalan data setiap kali. Ia boleh dilaksanakan menggunakan aliran input dan output objek terbina dalam Java dan aliran tatasusunan bait.

Sebagai contoh, simpan objek Java ke cache Redis:

String key = "user:123";
User user = new User("张三", "123456");

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.set(key.getBytes(), serialize(user));

Antaranya, kaedah bersiri mensiri objek Java untuk disimpan:

private byte[] serialize(Object object) {
    try {
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        outputStream.writeObject(object);
        return byteArrayOutputStream.toByteArray();
    } catch (IOException e) {
        // 异常处理
    }
    return null;
}

6. Mengendalikan penembusan cache dan avalanche cache

Dalam aplikasi praktikal, Penembusan cache dan isu avalanche cache perlu dipertimbangkan.

Penembusan cache merujuk kepada pertanyaan data yang tidak wujud Data tidak dalam cache dan tidak ditemui dalam pangkalan data Permintaan tidak akan memukul cache, menyebabkan pangkalan data diakses setiap kali permintaan dibuat. Dalam kes yang teruk, ia boleh menyebabkan tekanan yang berlebihan pada pangkalan data yang besar.

Cache avalanche bermakna dalam tempoh masa tertentu, data dalam cache tamat tempoh dan sejumlah besar permintaan mengakses pangkalan data, mengakibatkan tekanan yang berlebihan pada pangkalan data atau bahkan runtuh.

Untuk menyelesaikan masalah ini, beberapa langkah boleh diambil, seperti menyediakan penapis bloom untuk memintas permintaan yang tidak sah, menetapkan masa tamat tempoh cache dengan munasabah, menggunakan kunci mutex untuk mengelakkan sejumlah besar permintaan daripada mengakses pangkalan data pada masa yang sama masa apabila cache tidak sah, dsb.

Ringkasan

Dengan memilih rangka kerja cache teragih yang sesuai, menetapkan strategi cache, melaksanakan antara muka pengurusan cache, mencapai penyegerakan cache teragih, mengoptimumkan prestasi cache, mengendalikan penembusan cache dan avalanche cache dan langkah-langkah lain, kami boleh menggunakan Java untuk pembangunan Fungsi teragih bagi pengurusan cache. Ini bukan sahaja dapat meningkatkan prestasi dan kebolehskalaan sistem, tetapi juga mengurangkan tekanan beban pada pangkalan data dan meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan sistem.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana untuk menjalankan pengurusan cache teragih untuk pembangunan fungsi Java. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!