CN108804447A - 利用缓存响应数据请求的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用缓存响应数据请求的方法和系统。本发明的系统包括数据请求接口、缓存数据管理器和缓存。在缓存中，每个数据以键‑值对的形式被存储。数据请求接口接收用户的请求并把请求发送给缓存数据管理器。缓存数据管理器根据请求确定缓存中是否存在所请求的数据，当存在时，从所述缓存中读取相应数据并返回给所述用户，否则从外部数据源获取数据结果，把获取的数据结果返回给所述用户，同时把获取的数据结果以键‑值对形式保存在缓存中。

Description

利用缓存响应数据请求的方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及利用缓存技术响应用户对数据的请求的方法和系统。

背景技术

电商企业随着业务发展，其维护的数据量会变得巨大。此时，如果使用传统的数据库系统如MySQL，需要频繁读写硬盘，导致速度不能满足实际业务需求。

利用缓存技术是一种解决方法。目前比较流行的缓存技术有Redis和Memcached。通常，使用Redis或Memcached时，需要用户先从底层数据源查询数据，然后将数据通过网络传输传给Redis或Memcached，之后由Redis或Memcached把数据存储到缓存中。在这种情况下，很显然，当需要缓存的数据量很大时，数据的网络传输可能成为瓶颈。

在现实的应用场景中，用户访问特定数据之后，在一定的时间段内，很可能会再次访问该数据，或者很可能访问与该数据相关联的数据，现有的技术并没有对这一现象加以利用。

特别是，在报表应用场景下，用户对报表数据的消费特点是，在一段时间内，用户在访问特定数据之后，然后会有针对该数据的大量加工操作，如分页、筛选、排序等，因此会再次访问该数据，或者访问与该数据相关的数据。如果把在用户查询之后，把把作为查询结果的数据以及与该用户查询相关的数据缓存到内存中，当用户再次查询时，可直接从内存中返回查询结果，这样就会大大提升度用户的响应速度，改善用户的体验。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种利用缓存响应数据请求的系统，该系统包括数据请求接口、缓存数据管理器和缓存，其中，在所述缓存中，每个数据以键-值对的形式被存储，其中键是该数据的唯一性标识，而值表示该数据的内容；其中，所述数据请求接口用于接收用户对数据的请求，并且把接收的请求发送给所述缓存数据管理器；其中，所述缓存数据管理器接收所述请求，从所述请求中提取查询表达式，利用预设的哈希函数根据所述查询表达式产生哈希值，确定所述缓存中是否存在等于该哈希值的键，当存在时，从所述缓存中读出该键对应的值，并通过所述数据请求接口把该值返回给所述用户，否则，根据所述查询表达式从相应的外部数据源获取数据结果，把获取的数据结果通过所述数据请求接口返回给所述用户，同时，以所述哈希值作为键，以获取的数据结果作为值，把该键-值对保存在所述缓存中。

根据本发明的实施例，其中，所述缓存数据管理器每次把数据保存到所述缓存时，判断待存入的数据的大小加上所述缓存中已有数据的大小的和值是否超过预设的限定值，如果超过，则根据最近最少使用算法，逐个删除所述缓存中最近最少使用的数据，直到待存入的数据的大小加上所述缓存中已有数据的大小的和值不超过所述限定值。

根据本发明的实施例，其中，所述缓存中的每个数据附带有时间戳，该时间戳记载该数据被存入所述缓存的时间，并且所述缓存数据管理器定期地检查所述缓存中每个数据的时间戳的时间是否早于当前设定的有效时限，如果是，从所述缓存中删除该数据。

根据本发明的实施例，其中，所述缓存数据管理器在从外部数据源获取数据时，同时根据预定的关联关系从外部数据源获取与该数据相关的关联数据作为值，并且根据所述关联关系产生对应所述关联数据的键，并且把该键-值对保存在所述缓存中。

根据本发明的实施例，其中，所述缓存数据管理器维持用户查询日志，并根据给定的学习算法定期确定用户的偏好查询表达式，当用户登录时，根据该用户的偏好查询表达式产生哈希值作为键，从相应外部数据源根据所述偏好查询表达式获取相应的数据结果作为值，并把该键-值对在所述缓存中保存。

根据本发明的实施例，所述数据是数据库表数据，所述查询表达式包括数据库表列名集并且所述键是根据所述列名集产生的串，当该串的任何子串与所述缓存中的某个键匹配，则从所述缓存中的获取该键对应的数据，根据所述串中除去所述子串的其余部分对应的查询条件从相应外部数据源获取数据并且与从所述缓存中获取的数据合并，以及通过所述数据请求接口把合并的数据返回给所述用户，同时，以所述串为键，以所述合并的数据作为值，把该键-值对保存在所述缓存中。

根据本发明的另一方面，提供一种利用缓存响应数据请求的方法，在所述缓存中，每个数据以键-值对的形式被存储，其中键是该数据的唯一性标识，而值表示该数据的内容，所述方法包括：接收用户对数据的请求；从所述请求中提取查询表达式；利用预设的哈希函数根据所述查询表达式产生哈希值；确定所述缓存中是否存在等于该哈希值的键，当存在时，从所述缓存中读出该键对应的值，并返回给所述用户，否则，根据所述查询表达式从相应的外部数据源获取数据结果，把获取的数据结果返回给所述用户，同时，以所述哈希值作为键，以获取的数据结果作为值，把该键-值对存储在所述缓存中。

根据本发明的实施例，其中，在从所述外部数据源获取数据结果时，同时根据预定的关联关系从所述外部数据源获取与该数据结果相关的关联数据作为值，并且根据所述关联关系产生对应所述关联数据的键，并且把该键-值对保存在所述缓存中。

根据本发明的又一方面，提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述公开的利用缓存响应数据请求的方法。

根据本发明的又一方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现上述公开的利用缓存响应数据请求的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是根据本发明实施例的系统的框图；

图2是根据本发明实施例的方法的流程图；

图3是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的利用缓存响应数据请求的系统的框图。本发明的该系统10包括数据请求接口110、缓存数据管理器120和缓存130。另外，缓存数据管理器120与外部数据源40连接，用于从外部数据源40获取数据。例如，缓存数据管理器120经由数据查询接口(未示出)与外部数据源40连接。外部数据源例如是MySQL、Redis等系统。

在缓存130中，数据以键-值对(<key,value>)的形式存储，其中键可作为该数据的唯一性标识(即根据一个给定的键，可确定唯一一个数据对象)，而值表示数据本身，即数据的内容。本领域技术人员理解，在这样的键-值对存储系统中，根据给定的键，就可以获得对应的值。

数据请求接口110接收用户发出的获取数据的请求。数据请求接口110可以是图形用户接口，用户通过按钮、菜单等输入对数据的查询请求。

数据请求接口110把接收的数据查询的请求传送到缓存数据服务管理器120。

缓存数据管理器120从接收的请求中提取查询表达式，或通过对该请求进行转换而得到查询表达式。查询表达式例如是通行的SQL形式，如包括视图(view)、聚合类型(granularity)、选择的列(columns)以及过滤条件(row_filter)等。

缓存数据管理器120根据得到的查询表达式利用预设的哈希函数产生相应的哈希值。

然后，缓存数据管理器120确定缓存130中是否存在等于该哈希值的键。

当缓存数据管理器120确定等于该哈希值的键在缓存130中存时，从缓存130中读出该键对应的值，并通过数据请求接口110把该值返回给用户。

当缓存数据管理器120确定在缓存130中不存在等于该哈希值的键时，缓存数据管理器120从相应的外部数据源获取数据。缓存数据管理器120利用数据查询表达式通过查询接口向对应的外部数据源如MySQL或Redis系统执行数据查询，并且获取外部数据源返回的数据结果。

然后，缓存数据管理器120把从外部数据源获取的数据结果通过数据请求接口110返回给用户，同时，以所确定的哈希值作为键，以获取的数据结果作为值，把该键-值对存储在缓存130中。

根据本发明，当用户请求的数据在缓存中的时候，则直接从设置在内存中的缓存返回用户请求的数据，这样，较之从外部数据源获取数据然后再返回给用户，对用户的响应速度会极大地提高。

根据本发明的实施例，缓存数据管理器120基于“最近最少使用(Least RecentlyUsed，LRU)”算法来管理缓存130。缓存数据管理器120每次把数据保存到缓存时，要判断待存入缓存130的数据的大小加上缓存130中已有数据的大小的和值是否超过限定值，如果超过，则根据LRU算法，逐个删除缓存130中最近最少使用的数据，直到待存入的数据的大小加上缓存130中已有数据的大小的和值不超过限定值。根据应用和实际的硬件资源等，可定义缓存的限定值的大小。

根据本发明的一个实施例，缓存130中的数据附带有时间戳，该时间戳记载该数据被存入所述缓存的时间，并且缓存数据管理器120定期地检查缓存130中每个数据是否过期，即判断每个数据的时间戳的时间是否早于当前设定的有效时限。当一个数据过期时，从缓存130中删除该数据。可根据实际应用的情况定义有效时限。

另外，根据本发明的一个实施例，缓存数据管理器120在从外部数据源获取数据时，同时根据预定的关联关系从外部数据源获取与该数据相关的关联数据作为值，并且根据上述关联关系产生对应所述关联数据的键，并且以键-值对的形式在缓存130保存所述关联数据。这样，当用户下一次查询该关联数据时，就可快速响应。例如，可设计关联关系以支持分页功能。处理第一次用户查询时就把所有相关的数据保存到缓存中，当用户请求相关的数据如下一页的内容时，就不需要从外部数据源去拉(pull)数据而直接从缓存中返回数据。

另外，根据本发明的实施例，缓存数据管理器120维持用户查询日志，并根据给定的学习算法定期确定用户的偏好查询表达式。当用户登录时，根据该用户的偏好查询表达式产生哈希值作为键，根据偏好查询表达式从外部数据源获取数据结果作为值，并在缓存130中保存该键-值对，保存的数据作为用户的偏好数据。

把用户访问数据的习惯记录下来，如用户可能比较关注某些字段，关注某些时间段的数据，并且当用户登录之后，提前将用户可能访问的数据加载到缓存中。这样，用户在登录之后的第一次检索就很有可能命中缓存。

根据本发明的实施例，对于数据库表数据，特别考虑数据是数据库表数据，所述查询表达式包括数据库表列名集并且所述键是根据所述列名集产生的串，当该串的任何子串与所述缓存中的某个键匹配，则从所述缓存中的获取该键对应的数据，根据所述串中除去所述子串的其余部分对应的查询条件从相应外部数据源获取数据并且与从所述缓存中获取的数据合并，以及通过所述数据请求接口把合并的数据返回给所述用户，同时，以所述串为键，以所述合并的数据作为值，把该键-值对保存在所述缓存中。

图2示出了根据本发明实施例的方法的基本过程的流程图。下面结合图2详细说明本发明方法的各步骤。

在步骤S1，接收用户对数据的请求。

在步骤S2，从所述请求中提取数据查询表达式。

在步骤S3，根据所述数据查询表达式，利用预设的哈希函数计算哈希值。

在步骤S4，确定缓存中是否存在等于该哈希值的键，当存在是转步骤S5，否则转步骤S6。

根据本发明，在所述缓存中，每个数据以键-值对形式存储，其中键作为该数据的唯一性标识，而值表示数据本身。在键-值对存储系统中，根据给定的键，就可以获得对应的值。

在步骤S5，把所述缓存中根据等于所述哈希值的键确定的数据返回给所述用户。

在步骤S6，根据所述数据查询表达式，从相应的数据源获取所请求的数据结果，并把获取的数据结果返回给所述用户，并且同时把所述哈希值和获取的数据结果以键-值对的形式存储在所述缓存中。

根据本发明的实施例，在步骤S6从外部数据源获取数据时，同时根据预定的关联关系从外部数据源获取与该数据相关的关联数据作为值，并且根据上述关联关系产生对应所述关联数据的键，并且以键-值对的形式在缓存中保存所述关联数据。

图3是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

下面参考图3，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统300的结构示意图。图3示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，计算机系统300包括中央处理单元(CPU)301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还存储有系统300操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。

以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：接收用户对数据的请求；从所述请求中提取查询表达式；利用预设的哈希函数根据所述查询表达式产生哈希值；确定所述缓存中是否存在等于该哈希值的键，当存在时，从所述缓存中读出该键对应的值，并返回给所述用户，否则，根据所述查询表达式从相应的外部数据源获取数据结果，把获取的数据结果返回给所述用户，同时，以所述哈希值作为键，以获取的数据结果作为值，把该键-值对存储在所述缓存中。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种利用缓存响应数据请求的系统，该系统包括数据请求接口、缓存数据管理器和缓存，

其特征在于，

在所述缓存中，每个数据以键-值对的形式被存储，其中键是该数据的唯一性标识，而值表示该数据的内容；

所述数据请求接口用于接收用户对数据的请求，并且把接收的请求发送给所述缓存数据管理器；

所述缓存数据管理器接收所述请求，从所述请求中提取查询表达式，利用预设的哈希函数根据所述查询表达式产生哈希值，确定所述缓存中是否存在等于该哈希值的键，当存在时，从所述缓存中读出该键对应的值，并通过所述数据请求接口把该值返回给所述用户，否则，根据所述查询表达式从相应的外部数据源获取数据结果，把获取的数据结果通过所述数据请求接口返回给所述用户，同时，以所述哈希值作为键，以获取的数据结果作为值，把该键-值对保存在所述缓存中。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述缓存数据管理器每次把数据保存到所述缓存时，判断待存入的数据的大小加上所述缓存中已有数据的大小的和值是否超过预设的限定值，如果超过，则根据最近最少使用算法，逐个删除所述缓存中最近最少使用的数据，直到待存入的数据的大小加上所述缓存中已有数据的大小的和值不超过所述限定值。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述缓存中的每个数据附带有时间戳，该时间戳记载该数据被存入所述缓存的时间，并且所述缓存数据管理器定期地检查所述缓存中每个数据的时间戳的时间是否早于当前设定的有效时限，如果是，从所述缓存中删除该数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述缓存数据管理器在从外部数据源获取数据时，同时根据预定的关联关系从外部数据源获取与该数据相关的关联数据作为值，并且根据所述关联关系产生对应所述关联数据的键，并且把该键-值对保存在所述缓存中。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述缓存数据管理器维持用户查询日志，并根据给定的学习算法定期确定用户的偏好查询表达式，当用户登录时，根据该用户的偏好查询表达式产生哈希值作为键，从相应外部数据源根据所述偏好查询表达式获取相应的数据结果作为值，并把该键-值对在所述缓存中保存。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据是数据库表数据，所述查询表达式包括数据库表列名集并且所述键是根据所述列名集产生的串，当该串的任何子串与所述缓存中的某个键匹配，则从所述缓存中的获取该键对应的数据，根据所述串中除去所述子串的其余部分对应的查询条件从相应外部数据源获取数据并且与从所述缓存中获取的数据合并，以及通过所述数据请求接口把合并的数据返回给所述用户，同时，以所述串为键，以所述合并的数据作为值，把该键-值对保存在所述缓存中。

7.一种利用缓存响应数据请求的方法，其特征在于，在所述缓存中，每个数据以键-值对的形式被存储，其中键是该数据的唯一性标识，而值表示该数据的内容，所述方法包括：

接收用户对数据的请求；

从所述请求中提取查询表达式；

利用预设的哈希函数根据所述查询表达式产生哈希值；

确定所述缓存中是否存在等于该哈希值的键，当存在时，从所述缓存中读出该键对应的值，并返回给所述用户，否则，根据所述查询表达式从相应的外部数据源获取数据结果，把获取的数据结果返回给所述用户，同时，以所述哈希值作为键，以获取的数据结果作为值，把该键-值对存储在所述缓存中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在从所述外部数据源获取数据结果时，同时根据预定的关联关系从所述外部数据源获取与该数据结果相关的关联数据作为值，并且根据所述关联关系产生对应所述关联数据的键，并且把该键-值对保存在所述缓存中。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述数据是数据库表数据，所述查询表达式包括数据库表列名集并且所述键是根据所述列名集产生的串，当该串的任何子串与所述缓存中的某个键匹配，则从所述缓存中的获取该键对应的数据，根据所述串中除去所述子串的其余部分对应的查询条件从相应外部数据源获取数据并且与从所述缓存中获取的数据合并，以及通过所述数据请求接口把合并的数据返回给所述用户，同时，以所述串为键，以所述合并的数据作为值，把该键-值对保存在所述缓存中。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求7-9中任一所述的方法。

11.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求7-9中任一所述的方法。