CN106528767B - 一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法 - Google Patents

一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，分为常规管理模式和应急管理模式两种，常规管理模式适用于常规地图访问，缓存队列数量固定且全部为常规缓存队列，应急管理模式适用于异常地图访问，临时将部分服务器缓存空间调配到应急缓存队列中，本发明能够很好地适应网络地图访问的特殊性，应对突发情况，当大量的地图访问集中在某一非热点区域，使用应急管理模式能够提高缓存命中率，本发明的缓存内容按照数据种类和重要性，设计缓存队列加以区别，不同缓存队列的管理模式不同，能够突出缓存的重点内容，缓存管理层次清晰，各个队列设计有缓存置换方法，缓存效率高。

Description

一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法
技术领域
本发明涉及一种网络地图服务器缓存管理方法，特别涉及一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，属于地图服务器缓存管理技术领域。
背景技术
随着网络地图访问量和数据量的高速增长，对地图服务器的性能和稳定性要求越来越高。服务器缓存具有成本低、性能好、运行稳定等特点，逐步运用在了网络地图服务中。
用地图服务器缓存网络地图瓦片数据，显著减少了对地图服务器硬盘的访问的次数，减少了冗余数据的重复传输。网络地图服务器缓存可以缓存用户访问过的地图数据，也可以提前预取未来访问概率大的地图数据，当再次需要这些地图数据时，可以直接从服务器缓存中获得，降低了处理难度。同时，由于用户请求立即由地图服务器缓存响应，能够大大提高请求的响应速度。网络地图服务器缓存技术可以非常有效地减少系统负载和请求延迟，减少对硬盘的频繁访问，提高网络地图数据的读取效率。
但网络地图服务器需要缓存的数据种类多样，有瓦片索引数据和瓦片内容数据，有时还需要临时应对突发情况。现有技术的网络地图服务器缓存管理方法较少，相关专利也较为少见，网络地图的缓存方法主要集中在缓存硬件的提升和客户端缓存内容的选择上。
综合来看，现有技术的网络地图缓存方法主要存在以下几点缺陷：一是现有技术的网络地图服务器缓存一般都是在常规模式下进行，而网络地图的访问具有特殊性，可能由于某一突发事件而导致大量的地图访问集中在某一非热点区域，常规模式下的网络地图服务器缓存无法适应热点区域的快速变化和突发事件的发生，在该种情况下缓存命中率低，网络地图服务器的效率降低；二是现有技术的网络地图服务器缓存将所有的缓存内容不加区别的缓存，而网络地图服务器缓存的数据种类多样，不加队列区别的缓存模式的数据结构混乱且缓存效率低下，也无法突出缓存的重点内容；三是缓存管理混乱，无法将长度和缓存内容固定的瓦片索引缓存和长度和缓存内容不固定的瓦片内容缓存分开管理，导致瓦片索引缓存队信息不全，没有缓存置换方法或置换方法效果差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，能够很好地适应网络地图访问的特殊性，当某一突发事件而导致大量的地图访问集中在某一非热点区域时，使用应急管理模式能够提高缓存命中率。网络地图服务器将所有的缓存内容按照数据种类和重要性，设计缓存队列加以区别，不同缓存队列的管理模式不同，能够突出缓存的重点内容。缓存管理层次清晰，网络地图服务器缓存分模式分队列分开管理，各个队列设计有缓存置换方法，网络地图服务器缓存管理系统科学，缓存效率高。
为达到以上技术效果，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，网络地图服务器缓存管理方法分为常规管理模式和应急管理模式两种，所述常规管理模式适用于常规地图访问，无应急队列，缓存队列数量固定且全部为常规缓存队列，所述应急管理模式适用于异常地图访问，临时将部分服务器缓存空间调配给应急缓存队列，剩下的缓存按照常规队列缓存分配方法分配给常规缓存队列；
正常状态下，网络地图服务器的缓存管理按照常规管理模式运行，当突然出现网络地图用户的瓦片请求短时间集中在一个或多个区域，用户对个别区域的请求爆发式增长，常规管理模式无法适应，缓存命中率快速下降时，网络地图服务器的缓存管理进入应急管理模式，临时生成应急缓存队列，缓存突发热点区域的瓦片，直到突发情况完全消失时，恢复到常规管理模式运行；
常规管理模式将网络地图服务器缓存用于常规缓存队列，常规缓存队列包括瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，瓦片索引缓存队列缓存地图瓦片的索引信息，内容和长度固定，地图瓦片的索引信息优先缓存，网络地图服务器缓存的余下部分用于所述瓦片内容缓存队列，缓存具体的瓦片数据，所述瓦片内容缓存队列的内容和长度不固定，队列内容实时置换和更新；
应急管理模式将网络地图服务器缓存划分为应急缓存队列和常规缓存队列，网络地图服务器根据响应时间和缓存实时命中率，调配服务器缓存空间，增加应急缓存队列，并且当响应时间越长、缓存实时命中率越低时，启动的应急缓存队列越多，应急缓存队列优先分配服务器缓存，余下的服务器缓存用于常规缓存队列，所述常规缓存队列包括瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，所述瓦片索引缓存队列缓存地图瓦片的索引信息，内容和长度固定，地图瓦片的索引信息优先缓存，常规缓存队列余下可用缓存用于所述瓦片内容缓存队列，缓存具体的瓦片数据，所述瓦片内容缓存队列的内容和长度不固定，队列内容实时置换和更新。
一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，进一步的，常规管理模式的运行过程为：
瓦片索引缓存队列的长度和缓存内容固定，网络地图服务器启动时，在服务器瓦片索引缓存队列中写入全部瓦片的索引信息，瓦片内容缓存队列的长度和缓存内容不固定，瓦片内容缓存队列缓存具体的地图瓦片内容，数据量庞大，不能全部缓存，缓存内容不断变化和置换。
一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，进一步的，应急管理模式分为应急管理模式一级、应急管理模式二级和应急管理模式三级，所述应急管理模式的运行条件和过程为：
网络地图服务器运行时，统计服务器发送的总的瓦片次数为GZ，统计从瓦片内容缓存队列中获得并发送的瓦片次数为GW；
实时监控服务器缓存的命中率Ph，
网络地图服务器进入应急管理模式的响应时间阀值为r，命中率阀值分别为χ,δ,ε，χ>δ>ε,
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且δ<Ph<χ时，
启动应急管理模式一级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式一级生成一个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-X)；
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且ε<Ph<δ时，
启动应急管理模式二级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例2X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式二级生成二个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×2X，
每个应急缓存队列的缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-2X)；
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且Ph<ε时，
启动应急管理模式三级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例3X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式三级生成三个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×3X，
每个应急缓存队列的缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-3X)；
当突发情况全部消失，T<r或Ph>χ时，网络地图服务器进入常规管理模式。
一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，进一步的，瓦片内容缓存队列的瓦片缓存置换使用基于瓦片平均访问时间间隔的置换算法，将平均访问时间间隔最长的瓦片,视为再次访问概率最小的瓦片置换。
一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，进一步的，应急缓存队列按照瓦片的短期流行度由高到低排序，最近访问的瓦片排列在前，而只在早期访问过的瓦片排列靠后，地图瓦片排序由最后一次的访问时间决定，置换最后访问时间距当前时间最长的地图瓦片。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，分为常规管理模式和应急管理模式两种，常规管理模式适用于地图常规访问，缓存队列数量固定且全部为常规缓存队列，应急管理模式用于地图异常访问，生成多个应急缓存队列并分配缓存空间，剩下的缓存按照常规队列缓存分配方法分配给常规缓存队列，能够很好地适应网络地图访问的特殊性，应对地图访问的突发情况。当某一突发事件而导致大量的地图访问集中在某一非热点区域，应急管理模式能够提高缓存命中率，提高网络地图服务器的效率。
2.本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，瓦片索引缓存队列缓存全部地图瓦片的索引信息，内容和长度固定且优先缓存，瓦片内容缓存队列根据剩余缓存空间的大小缓存具体的瓦片内容，网络地图服务器将所有的缓存内容按照数据种类和重要性，设计缓存队列加以区别，不同缓存队列的管理模式不同，避免了缓存数据都放在一个缓存池中，各种数据组织结构、大小、索引和用途各异，管理复杂，查找和提取困难的问题，缓存数据结构清晰，能够突出缓存的重点内容。
3.本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，顶层区分为常规管理模式和应急管理模式，常规管理模式下区分为瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，应急管理模式分为多级，缓存管理层次清晰，网络地图服务器缓存分模式分队列分开管理，各个队列设计有缓存置换方法，网络地图服务器缓存管理系统科学，缓存效率高。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法的步骤图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。
参见图1，一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，网络地图服务器缓存管理方法分为常规管理模式和应急管理模式两种，常规管理模式用于地图常规访问，无应急队列，缓存队列数量固定且全部为常规缓存队列，应急管理模式用于地图异常访问，临时将部分服务器缓存空间运用到应急缓存队列中，剩下的缓存按照常规队列缓存分配方法分配给常规缓存队列，能够很好地适应网络地图访问的特殊性。当某一突发事件而导致大量的地图访问集中在某一非热点区域，应急管理模式能够提高缓存命中率，提高网络地图服务器的效率。
正常状态下，网络地图服务器的缓存管理按照常规管理模式运行，当突然出现网络地图用户的瓦片请求短时间集中在一个或多个区域，用户对个别区域的请求爆发式增长，常规管理模式无法适应，缓存命中率快速下降时，网络地图服务器的缓存管理进入应急管理模式，临时生成应急缓存队列，缓存突发热点区域的瓦片，直到突发热点区域完全消失时，恢复到常规管理模式运行；
常规管理模式将网络地图服务器缓存用于常规缓存队列，常规缓存队列包括瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，瓦片索引缓存队列需要缓存地图瓦片的全部索引信息，内容和长度固定，地图瓦片的索引信息优先缓存，瓦片索引信息全部缓存完后，网络地图服务器缓存的剩余部分用于瓦片内容缓存队列，缓存具体的瓦片内容，瓦片内容缓存队列的内容和长度不固定，队列内容有选择的缓存、实时置换和更新；
应急管理模式将网络地图服务器缓存划分为应急缓存队列和常规缓存队列，网络地图服务器根据响应时间和缓存实时命中率，动态分配服务器缓存空间，增加应急缓存队列，并且当响应时间越长、缓存实时命中率越低时，启动的应急缓存队列越多，应急缓存队列优先分配服务器缓存，剩余的服务器缓存用于常规缓存队列，常规缓存队列包括瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，瓦片索引缓存队列需要缓存地图瓦片的全部索引信息，内容和长度固定，地图瓦片的索引信息优先缓存，瓦片索引信息全部缓存完后，网络地图服务器缓存的剩余部分用于瓦片内容缓存队列，缓存具体的瓦片内容，瓦片内容缓存队列的内容和长度不固定，队列内容有选择的缓存、实时置换和更新；
网络地图服务器将所有的缓存内容按照数据种类和重要性，设计缓存队列加以区别，不同缓存队列的管理模式不同，避免了缓存数据都放在一个缓存池中，各种数据组织结构、大小、索引和用途各异，管理复杂，查找和提取困难的问题，缓存数据结构清晰，能够突出缓存的重点内容且缓存效率高。
作为一种优选方案，本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，常规管理模式的运行过程为：
瓦片索引缓存队列的长度和缓存内容固定，网络地图服务器启动时，瓦片索引缓存队列中写入全部瓦片的索引信息，瓦片索引信息的数据结构简单，总量不大且内容固定，适合将索引信息全部按照瓦片的组织结构缓存，瓦片索引缓存队列内容和长度都长期不变，瓦片内容缓存队列的长度和缓存内容不固定，瓦片内容缓存队列缓存具体的地图瓦片内容，数据量庞大，不能全部缓存，缓存内容需要不断变化和置换。
作为一种优选方案，本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，应急管理模式分为应急管理模式一级、应急管理模式二级和应急管理模式三级，所述应急管理模式的运行条件和过程为：
网络地图服务器运行时，统计服务器发送的总的瓦片次数为GZ，统计从瓦片内容缓存队列中获得并发送的瓦片次数为GW；
实时监控服务器缓存的命中率Ph，
网络地图服务器进入应急管理模式的响应时间阀值为r，命中率阀值分别为χ,δ,ε，χ>δ>ε,
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且δ<Ph<χ时，
启动应急管理模式一级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式一级生成一个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-X)；
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且ε<Ph<δ时，
启动应急管理模式二级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例2X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式二级生成二个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×2X，
每个应急缓存队列的缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-2X)；
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且Ph<ε时，
启动应急管理模式三级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例3X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式三级生成三个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×3X，
每个应急缓存队列的缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-3X)；
当突发情况全部消失，T<r或Ph>χ时，网络地图服务器进入常规管理模式。
作为一种优选方案，本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，瓦片内容缓存队列的瓦片缓存置换使用基于瓦片平均访问时间间隔的置换算法，将平均访问时间间隔最长的瓦片,视为再次访问概率最小的瓦片置换。
作为一种优选方案，本发明提供的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，应急缓存队列按照地图瓦片访问的短期流行度由高到低排序，最近访问的瓦片排列在前，而只在早期访问过的瓦片排列靠后，地图瓦片排序由最后一次的访问时间决定，置换最后访问时间距当前时间最长的地图瓦片。
本发明提供的基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，顶层区分为常规管理模式和应急管理模式，常规管理模式下区分为瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，应急管理模式分为多级，缓存管理层次清晰，网络地图服务器缓存分模式分队列分开管理，各个队列设计有缓存置换方法，网络地图服务器缓存管理系统科学，缓存效率高。

Claims (5)

1.一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，其特征在于：网络地图服务器缓存管理方法分为常规管理模式和应急管理模式两种，所述常规管理模式适用于常规地图访问，无应急队列，缓存队列数量固定且全部为常规缓存队列，所述应急管理模式适用于异常地图访问，临时将部分服务器缓存空间调配给应急缓存队列，剩下的缓存按照常规队列缓存分配方法分配给常规缓存队列；
正常状态下，网络地图服务器的缓存管理按照常规管理模式运行，当突然出现网络地图用户的瓦片请求短时间集中在一个或多个区域，用户对个别区域的请求爆发式增长，常规管理模式无法适应，缓存命中率快速下降时，网络地图服务器的缓存管理进入应急管理模式，临时生成应急缓存队列，缓存突发热点区域的瓦片，直到突发情况完全消失时，恢复到常规管理模式运行；
所述常规管理模式将网络地图服务器缓存用于常规缓存队列，所述常规缓存队列包括瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，所述瓦片索引缓存队列缓存地图瓦片的索引信息，内容和长度固定，地图瓦片的索引信息优先缓存，网络地图服务器缓存的余下部分用于所述瓦片内容缓存队列，缓存具体的瓦片数据，所述瓦片内容缓存队列的内容和长度不固定，队列内容实时置换和更新；
所述应急管理模式将网络地图服务器缓存划分为应急缓存队列和常规缓存队列，网络地图服务器根据响应时间和缓存实时命中率，调配服务器缓存空间，增加应急缓存队列，并且当响应时间越长、缓存实时命中率越低时，启动的应急缓存队列越多，应急缓存队列优先分配服务器缓存，余下的服务器缓存用于常规缓存队列，所述常规缓存队列包括瓦片索引缓存队列和瓦片内容缓存队列，所述瓦片索引缓存队列缓存地图瓦片的索引信息，内容和长度固定，地图瓦片的索引信息优先缓存，常规缓存队列余下可用缓存用于所述瓦片内容缓存队列，缓存具体的瓦片数据，所述瓦片内容缓存队列的内容和长度不固定，队列内容实时置换和更新。
2.根据权利要求1所述的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，其特征在于：所述常规管理模式的运行过程为：
瓦片索引缓存队列的长度和缓存内容固定，网络地图服务器启动时，在服务器瓦片索引缓存队列中写入全部瓦片的索引信息，瓦片内容缓存队列的长度和缓存内容不固定，瓦片内容缓存队列缓存具体的地图瓦片内容，数据量庞大，不能全部缓存，缓存内容不断变化和置换。
3.根据权利要求1所述的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，其特征在于：所述应急管理模式分为应急管理模式一级、应急管理模式二级和应急管理模式三级，所述应急管理模式的运行条件和过程为：
网络地图服务器运行时，统计服务器发送的总的瓦片次数为GZ，统计从瓦片内容缓存队列中获得并发送的瓦片次数为GW；
实时监控服务器缓存的命中率Ph，
网络地图服务器进入应急管理模式的响应时间阀值为r，命中率阀值分别为χ,δ,ε，χ>δ>ε,
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且δ<Ph<χ时，
启动应急管理模式一级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例X，0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式一级生成一个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-X)；
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且ε<Ph<δ时，
启动应急管理模式二级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例2X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式二级生成二个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×2X，
每个应急缓存队列的缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-2X)；
当集群的响应时间T和实时命中率Ph满足：T>r且Ph<ε时，
启动应急管理模式三级，从网络地图服务器的可用缓存空间Y中，调配比例3X,0<X<0.1，用于应急缓存队列，应急管理模式三级生成三个应急缓存队列，缓存空间大小为：Bj＝Y×3X，
每个应急缓存队列的缓存空间大小为：Bj＝Y×X，
常规缓存队列的总缓存空间减少，常规缓存队列的总缓存为：Bg＝Y×(1-3X)；
当突发情况全部消失，T<r或Ph>χ时，网络地图服务器进入常规管理模式。
4.根据权利要求1所述的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，其特征在于：瓦片内容缓存队列的瓦片缓存置换使用基于瓦片平均访问时间间隔的置换算法，将平均访问时间间隔最长的瓦片,视为再次访问概率最小的瓦片置换。
5.根据权利要求1所述的一种基于访问模式的网络地图服务器缓存管理方法，其特征在于：应急缓存队列按照瓦片的短期流行度由高到低排序，最近访问的瓦片排列在前，而只在早期访问过的瓦片排列靠后，地图瓦片排序由最后一次的访问时间决定，置换最后访问时间距当前时间最长的地图瓦片。
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