CN111563608B - 一种公开课座位预定缓存系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公开课座位预定缓存系统和方法。该系统包括数据缓存服务机群、请求降级模块、请求分发模块、热点缓存模块。数据缓存服务机群由若干数据缓存机器组成。数据缓存机器以内存方式缓存课程数据。热点缓存模块以内存方式缓存热点课程的数据。请求降级模块通过流量分析对操作请求进行降级，降级后根据操作请求的课程识别码判断是否为热点课程，对于热点课程则将操作请求转发至热点缓存模块，否则发送至请求分发模块，由请求分发模块配发至数据缓存机器进行处理。本发明通过数据缓存分级、响应性能监控调节以及看门狗模块等技术手段的结合保证公开课座位预定系统的高可用性。

Description

一种公开课座位预定缓存系统和方法

技术领域

本发明涉及服务器架构。

背景技术

很多高校开展有公开课。高校公开课是面向学生提供的一种优质教学资源。这种公开课要求学生预先在网上的公开课座位预定系统中预订座位。对于部分极其热门的公开课，学生需要抢订座位。众多学生同时抢订热门公开课座位时，很容易导致整个公开课座位预定系统崩溃，影响学生使用。

发明内容

本发明所要解决的问题：在大流量数据涌入的情形下，使公开课座位预定系统保持高可用、高并发的状态，在保证座位选座正确的前提下，避免整个公开课座位预定系统的崩溃。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

根据本发明的一种公开课座位预定缓存系统，该系统包括数据缓存服务机群、请求降级模块、请求分发模块、热点缓存模块；所述数据缓存服务机群由若干数据缓存机器组成；每个数据缓存机器包括有课程数据缓存模块、数据缓存同步模块、操作请求响应模块；

所述请求降级模块包括以下模块：

MB1，用于：接收客户端所发送的操作请求；所述操作请求包括课程查询请求和座位预定请求；所述课程查询请求包括课程清单查询请求、课程信息查询请求、座位查询请求；所述座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求至少包括课程识别码；

MB2，用于：根据所接收的操作请求进行流量分析，当流量超过限值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求，实现请求降级；对于未抛弃的操作请求，如果该操作请求为课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求时，根据其课程识别码和热点课程清单判断是否为热点课程；对于属于热点课程的课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求则直接转发至所述热点缓存模块；否则将对应的操作请求发送至所述请求分发模块；所述热点课程清单通过接收所述热点缓存模块所发送的热点课程同步信息维持得到；

MB3，用于：接收所述请求分发模块所返回的操作响应信息和所述热点缓存模块的操作响应信息，并将所接收的操作响应信息发送至客户端；

所述请求分发模块包括以下模块：

MC1，用于：接收所述请求降级模块所发送的操作请求；

MC2，用于：将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器，同时根据接收到的操作请求生成课程访问计数信息发送至所述热点缓存模块；

MC3，用于：接收所述数据缓存机器所返回的操作响应信息，并将该操作响应信息返回至所述请求降级模块；

所述热点缓存模块包括以下模块：

MD1，用于：以内存方式缓存热点课程清单中的热点课程的课程信息和座位信息；

MD2，用于：接收所述请求降级模块所发送的操作请求，根据所接收的操作请求生成课程访问计数信息，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求降级模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的热点课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得热点课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息的同时向各个数据缓存机器发送课程座位同步信息；

MD3，用于：接收所述请求分发模块所发送的课程访问计数信息和模块MD1所生成的课程访问计数信息，然后根据所述课程访问计数信息对课程的访问数进行统计，并根据所述课程的课程的访问数维持热点课程清单；当热点课程清单发生变化时，向所述请求降级模块发送热点课程同步信息，并更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的课程信息和座位信息；

MD4，用于：接收各个数据缓存机器发送的课程座位同步信息，并根据所接收的课程座位同步信息更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的座位信息；

所述课程数据缓存模块用于：以内存方式缓存数据库中各课程的课程信息和座位信息；

所述数据缓存同步模块用于：接收其他数据缓存机器所发送的课程座位同步信息或所述热点缓存模块所发送的课程座位同步信息，并根据所接收的课程座位同步信息更新所述内存方式缓存的数据库中各课程的座位信息；

所述操作请求响应模块用于：接收所述请求分发模块所配发的操作请求，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求分发模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的数据库中各课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息同时向其他数据缓存机器和热点缓存模块发送课程座位同步信息。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存系统，还包括看门狗模块；所述看门狗模块连接所述数据缓存服务机群中的各个数据缓存机器，并通过各个数据缓存机器所发送的喂狗信号判断相应的数据缓存机器是否宕机；当判断到存在数据缓存机器宕机时，向相应宕机的数据缓存机器发送重启指令，并生成宕机状态信息发送至所述请求分发模块；所述请求分发模块接收宕机状态信息，并根据所接收宕机状态信息更新各个数据缓存机器的状态表，从而使得当将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器时，以避免配发至宕机的数据缓存机器上。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存系统，所述请求降级模块中，接收到操作请求后，为每个操作请求添加时间戳，接收到返回的操作响应信息后，根据所述操作响应信息所对应的操作请求的时间戳计算每个操作请求的响应时间，并以滑窗方式统计平均响应时间；当平均响应时间超过预先设定的阈值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存系统，所述请求分发模块中还包括模块：

MC21，用于：为每个数据缓存机器构建操作请求队列；

MC22，用于：计算每个操作请求的响应时间，并以滑窗方式统计各个数据缓存机器的平均响应时间；

MC23，用于：根据各个数据缓存机器的平均响应时间和各个数据缓存机器操作请求队列中未响应的操作请求数量，计算各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间；

MC24，用于：根据各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间，将所接收到的操作请求配发至各个数据缓存机器：当存在操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值时，以哈希取模的方式将所接收到的操作请求配发至相应的操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器的操作请求队列中；否则将所接收到的操作请求配发至操作请求的预期处理时间最小的数据缓存机器。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存系统，所述请求降级模块、请求分发模块和热点缓存模块被分别部署在不同的机器上。

根据本发明的一种公开课座位预定缓存方法，该方法涉及数据缓存服务机群、请求降级模块、请求分发模块、热点缓存模块；所述数据缓存服务机群由若干数据缓存机器组成；每个数据缓存机器包括有操作请求响应模块；所述方法包括以下步骤：

S1：所述请求降级模块接收客户端所发送的操作请求；所述操作请求包括课程查询请求和座位预定请求；所述课程查询请求包括课程清单查询请求、课程信息查询请求、座位查询请求；所述座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求至少包括课程识别码；

S2：所述请求降级模块根据所接收的操作请求进行流量分析，当流量超过限值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求，实现请求降级；对于未抛弃的操作请求，如果该操作请求为课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求时，根据其课程识别码和热点课程清单判断是否为热点课程；对于属于热点课程的课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求则直接转发至所述热点缓存模块；否则将对应的操作请求发送至所述请求分发模块；所述热点课程清单通过接收所述热点缓存模块所发送的热点课程同步信息维持得到；

S3：所述请求分发模块接收到所述请求降级模块所发送的操作请求后，将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器，同时根据接收到的操作请求生成课程访问计数信息发送至所述热点缓存模块；

S4：所述热点缓存模块接收到所述请求降级模块所发送的操作请求，根据所接收的操作请求生成课程访问计数信息，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求降级模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的热点课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得热点课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息的同时向各个数据缓存机器发送课程座位同步信息；

S5：所述热点缓存模块根据接收到的所述请求分发模块所发送的课程访问计数信息和所生成的课程访问计数信息，对课程的访问数进行统计，并根据所述课程的课程的访问数维持热点课程清单；当热点课程清单发生变化时，向所述请求降级模块发送热点课程同步信息，并更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的课程信息和座位信息；

S6：所述数据缓存机器接收到所述请求分发模块所配发的操作请求后，对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求分发模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的数据库中各课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息同时向其他数据缓存机器和热点缓存模块发送课程座位同步信息；

S7：所述热点缓存模块接收到课程座位同步信息后，根据所接收的课程座位同步信息更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的座位信息；

S8：所述数据缓存机器接收到课程座位同步信息后，根据所接收的课程座位同步信息更新所述内存方式缓存的数据库中各课程的座位信息；

S9：所述请求分发模块接收到返回的操作响应信息时，将返回的操作响应信息进一步返回至所述请求降级模块；

S10：所述请求降级模块接收到返回的操作响应信息时，将返回的操作响应信息发送至客户端。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存方法，该方法还涉及看门狗模块；所述看门狗模块连接所述数据缓存服务机群中的各个数据缓存机器，并通过各个数据缓存机器所发送的喂狗信号判断相应的数据缓存机器是否宕机；当判断到存在数据缓存机器宕机时，向相应宕机的数据缓存机器发送重启指令，并生成宕机状态信息发送至所述请求分发模块；所述请求分发模块接收宕机状态信息，并根据所接收宕机状态信息更新各个数据缓存机器的状态表，从而使得当将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器时，以避免配发至宕机的数据缓存机器上。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存方法，所述步骤S9中，所述请求分发模块接收到返回的操作响应信息时，计算操作请求的响应时间，然后根据各个操作请求的响应时间以滑窗方式统计各个数据缓存机器的平均响应时间；

所述步骤S3中，所述请求分发模块根据各个数据缓存机器的平均响应时间和各个数据缓存机器操作请求队列中未响应的操作请求数量，计算各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间；根据各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间，将所接收到的操作请求配发至各个数据缓存机器：当存在操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值时，以哈希取模的方式将所接收到的操作请求配发至相应的操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器的操作请求队列中；否则将所接收到的操作请求配发至操作请求的预期处理时间最小的数据缓存机器。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存方法， 所述步骤S10中，所述请求降级模块接收到返回的操作响应信息时，计算操作请求的响应时间，然后根据各个操作请求的响应时间以滑窗方式统计操作请求的平均响应时间；

所述步骤2中，当平均响应时间超过预先设定的阈值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求。

进一步，根据本发明的公开课座位预定缓存方法，

所述步骤S10中，所述请求降级模块接收到返回的操作响应信息时，计算操作请求的响应时间，然后根据各个操作请求的响应时间以滑窗方式统计操作请求的平均响应时间；

所述步骤S2中，根据操作请求的平均响应时间和待返回的操作请求数计算预期处理时间；当预期处理时间超过预先设定的阈值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求。

本发明的技术效果如下：本发明在大流量数据涌入的情形下，使公开课座位预定系统保持高可用、高并发的状态，在保证座位选座正确的前提下，避免整个公开课座位预定系统的崩溃。

附图说明

图1是本发明公开课座位预定缓存系统的结构示意图。

实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种公开课座位预定缓存系统包括数据缓存服务机群100、请求降级模块200、请求分发模块300、热点缓存模块400、数据库系统500以及看门狗模块600。数据缓存服务机群100由4~10台数据缓存机器组成。请求降级模块200、请求分发模块300、热点缓存模块400可以分别部署于不同的机器上，也可以部署在同一台机器上。

本系统对客户的操作请求处理如下：

请求降级模块200接收客户端的操作请求，并对操作请求进行降级处理，对于未降级的操作请求，如果该操作请求操作的对象是热点公开课，则直接转发至热点缓存模块400，否则转发至请求分发模块300；请求分发模块300接收到操作请求后，通过根据数据缓存服务机群100中各数据缓存机器的状态和性能进行配发，配发至数据缓存服务机群100中各数据缓存机器中，由数据缓存机器进行操作请求的响应处理；操作请求发送至热点缓存模块400后，则由热点缓存模块400进行操作请求的响应处理。热点缓存模块400和各数据缓存机器以内存方式缓存数据库系统500中所存储的公开课的课程信息和座位信息。其中，热点缓存模块400以内存方式缓存的公开课的课程信息和座位信息仅限于热点公开课，而各数据缓存机器以内存方式缓存的公开课的课程信息和座位信息是数据库系统500中所有的公开课。

上述的操作请求包括课程查询请求和座位预定请求。课程查询请求包括课程清单查询请求、课程信息查询请求和座位查询请求。其中，座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求至少包括课程识别码。上述的课程信息包括但不限于公开课的课程名称、上课时间、上课地点、授课老师、课程内容介绍、课程需要准备的材料和书籍等。座位信息与上课地点对应，包括上课地点所处教师的座位分布、座位号以及作为是否被占用等信息。

请求降级模块200对操作请求进行降级处理本实施例通过以下方式实现：根据所接收的操作请求进行流量分析，当流量超过限值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求，实现请求降级。上述对操作请求进行流量分析，判断流量是否超过限值的方式有很多种：

第一种方式是按照滑动窗口统计最近接收的操作请求数目，比如统计最近5分钟所接收的操作请求数目，然后通过判断该统计的操作请求数目是否超过限值作为判断“流量是否超过限值”的标准。

第二种方式是构建未响应的操作请求队列。当接收到操作请求时，将该操作请求放入该操作请求队列，当热点缓存模块400或各数据缓存机器对操作请求响应后返回客户端时，将该处理后的操作请求从该操作请求队列中删除。该操作请求队列中未响应的操作请求数目是否超过一定限值作为“流量是否超过限值”的标准。

第三种方式，也是本实施例优选的方式，具体如下：接收到操作请求后，为每个操作请求添加时间戳，接收到返回的操作响应信息后，根据操作响应信息所对应的操作请求的时间戳计算每个操作请求的响应时间，并以滑窗方式统计平均响应时间，比如统计最近10分钟平均响应时间。该以滑窗方式统计平均响应时间是否超过预先设定的阈值作为“流量是否超过限值”的标准。本实施例滑窗方式的滑动窗口长度为优选为10分钟。

请求降级模块200对于未降级的操作请求，如果该操作请求操作的对象是热点公开课，则直接转发至热点缓存模块400，否则转发至请求分发模块300的具体处理方式如下：

请求降级模块200存储有热点公开课清单。热点公开课清单是由课程识别码组成的列表。该热点公开课清单通常保存不超过N个热点课程的课程识别码。其中N为最大热点课程数，由人工预先设定，一般设为20~100。如果座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求中的课程识别码与该热点公开课清单中的课程识别码匹配，则将相应的座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求发送至热点缓存模块400。显而易见地，请求降级模块200发送至热点缓存模块400的操作请求不能是课程清单查询请求，因为课程清单查询请求不包含课程识别码，而且热点缓存模块400也不缓存有所有公开课课程的课程信息，热点缓存模块400也因此无法处理课程清单查询请求。

请求降级模块200存储的热点公开课清单通过接收热点缓存模块400的热点课程同步信息进行维持。热点课程同步信息包括删除的热点课程和新增的热点课程。热点课程同步信息中的删除的热点课程和新增的热点课程均为课程识别码列表。由此，请求降级模块200接收到热点课程同步信息后，根据热点课程同步信息删除的热点课程，在所存储的热点公开课清单中删除相应的课程识别码，根据新增的热点课程，在所存储的热点公开课清单中增加相应的课程识别码。

请求分发模块300通过根据数据缓存服务机群100中各数据缓存机器的状态和性能进行配发，配发至数据缓存服务机群100中的各数据缓存机器中的具体处理方法如下：

请求分发模块300维持有数据缓存机器状态和性能的清单。该数据缓存机器状态和性能的清单存储有各数据缓存机器的IP地址、MAC地址、是否处于宕机状态、操作请求响应时间滑动窗口表、配发但未响应的操作请求队列。请求分发模块300根据操作请求响应时间滑动窗口表可以统计出以滑窗方式统计的各个数据缓存机器的平均响应时间，结合配发但未响应的操作请求队列中的操作请求数量，可以计算出接收的操作请求由各数据缓存机器处理的预期响应时间。由此，可以将各数据缓存机器处理操作请求的预期响应时间作为当前各数据缓存机器的性能数据进行操作请求的配发，具体为：当存在操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值时，以哈希取模的方式将所接收到的操作请求配发至相应的操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器；否则将所接收到的操作请求配发至操作请求的预期处理时间最小的数据缓存机器。比如，各数据缓存机器分别为M1，M2，M3，M4，M5，M6，M7，M8。其中，M6处于宕机状态，不予考虑；剩下各数据缓存机器操作请求的预期响应时间分别为：T1，T2，T3，T4，T5，T7，T8。若其中T1， T3， T5超过预先设定的阈值，而T2，T4，T7，T8未超过预先设定的阈值，则对操作请求的预期响应时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器M2，M4，M7，M8，以哈希取模的方式分配配发的数据缓存机器，哈希取模也就是：hash(msg) mod k。其中，hash为哈希函数，msg为待配发的操作请求，k为操作请求的预期响应时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器数。显而易见地，上述四台数据缓存机器M2，M4，M7，M8下，k取值为4，取模后得到0，1，2，3分别对应数据缓存机器M2，M4，M7，M8。若上述的T1，T2，T3，T4，T5，T7，T8均超过预先设定的阈值，则取操作请求的预期响应时间最小的数据缓存机器进行配发，比如其中T5最小，则将操作请求配发至对应的数据缓存机器M5。操作请求响应时间根据操作请求配发的时间和操作请求对应的操作响应信息返回时间计算得到。

请求分发模块300维持的数据缓存机器状态和性能的清单中参数“是否处于宕机状态”来自于看门狗模块600。本实施例中看门狗模块600是一个独立于各数据缓存机器的设备。该设备连接各数据缓存机器的复位信号线，并通过网络连接数据缓存服务机群100中的各数据缓存机器和请求分发模块300。各数据缓存机器各自配备有喂狗模块。喂狗模块以定时方式向看门狗模块600发送喂狗信号。当看门狗模块600接收到喂狗信号后，可以判断出当前对应的数据缓存机器处于正常工作状态，当看门狗模块600检测到未接收到某数据缓存机器所发送的喂狗信号超过一定时限时，则判定该数据缓存机器处于宕机状态。看门狗模块600当判断到存在数据缓存机器宕机时，向相应宕机的数据缓存机器发送重启指令，并生成宕机状态信息发送至请求分发模块300。请求分发模块300根据宕机状态信息更新数据缓存机器状态和性能的清单中相应的“是否处于宕机状态”的参数。向相应宕机的数据缓存机器发送重启指令，也就是向数据缓存机器的复位信号线输入高电平信号。当宕机的数据缓存机器完成重启后，看门狗模块600重新接受到该数据缓存机器的喂狗信号，由此，向请求分发模块300发送宕机复位信息。请求分发模块300接受到宕机复位信息后，根据宕机复位信息更新数据缓存机器状态和性能的清单中相应的“是否处于宕机状态”的参数，由此，请求分发模块300避免将接收到操作请求配发至处于宕机状态的数据缓存机器。

此外，请求分发模块300接收到宕机状态信息后，对于该宕机状态信息所对应的数据缓存机器所配发的而未响应的操作请求重新进行配发。

此外，请求分发模块300还维持有课程访问计数表。当请求分发模块300接收到请求降级模块200所发送的操作请求后，通过操作请求中的课程识别码对课程访问进行计数。也就是，当所接收到的操作请求为座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求时，为相应的课程识别码对应的课程访问计数加1存入课程访问计数表。每隔一定的时间，请求分发模块300将课程访问计数表中，课程访问计数最大的前2N个课程的课程访问计数作为课程访问计数信息发送至热点缓存模块400，其中N为最大热点课程数，由人工预先设定，一般设为20~100。

热点缓存模块400包括请求接收模块、热点分析模块、操作响应模块、热点缓存模块，缓存同步模块。请求接收模块用于接收请求降级模块200所发送的操作请求。热点分析模块用于通过课程访问计数确定热点课程。热点缓存模块用于以内存方式缓存热点课程的课程信息和座位信息。缓存同步模块用于与数据缓存服务机群100中的各数据缓存机器以及数据库系统500中的课程信息和座位信息进行同步。操作响应模块用于对操作请求作出相应，并生成生成操作响应信息返回至请求降级模块200。

具体来说，热点分析模块中维持有一张课程访问计数表，当热点缓存模块400通过请求接收模块接收到请求降级模块200所发送的操作请求时，根据操作请求中的课程识别码为对应的课程访问计数加1存入课程访问计数表。当接收到请求分发模块300所发送的课程访问计数信息时，将接收到的课程访问技术信息中包含的2N个课程的课程访问计数合并入热点分析模块中的课程访问计数表。接收到的课程访问技术信息并入课程访问计数表后对课程访问计数进行统计，得到课程访问计数最大的N个课程，并将该N个课程的课程识别码组成新的热点课程表，该新的热点课程表与旧的热点课程表进行比较的得到删除的热点课程和新增的热点课程，然后将删除的热点课程和新增的热点课程组成热点课程同步信息。生成热点课程同步信息后，热点课程同步信息被发送至请求降级模块20，以及输入至热点缓存模块。热点缓存模块根据热点课程同步信息中的删除的热点课程和新增的热点课程更新内存方式所缓存的课程信息和座位信息。热点缓存模块以内存方式缓存热点课程的课程信息和座位信息，也就是将数据库系统500中热点课程对应的课程信息和座位信息读入内存。

操作响应模块对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的热点课程的课程信息和座位信息为处理对象。当作出操作响应使得热点课程的座位信息发生变更时，则通过缓存同步模块更改数据库中相应课程的座位信息。缓存同步模块更改数据库中相应课程的座位信息时，生成课程座位同步信息，并将该课程座位同步信息发送至各数据缓存机器。缓存同步模块同时接收各数据缓存机器发送的课程座位同步信息，接收到课程座位同步信息后，根据课程座位同步信息更新内存方式所缓存的热点课程的座位信息。

数据缓存机器包括有课程数据缓存模块、数据缓存同步模块、操作请求响应模块。课程数据缓存模块用于以内存方式缓存数据库中各课程的课程信息和座位信息，也就是从数据库系统500中读取各个课程以及各个课程的课程信息和座位信息放入内存中。数据缓存同步模块用于接收其他数据缓存机器所发送的课程座位同步信息或热点缓存模块所发送的课程座位同步信息，并根据所接收的课程座位同步信息更新内存方式缓存的数据库中各课程的座位信息。操作请求响应模块用于接收请求分发模块所配发的操作请求，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至请求分发模块300。当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的数据库中各课程的课程信息和座位信息为处理对象。当作出操作响应使得课程的座位信息发生变更时，通过数据缓存同步模块更改数据库中相应课程的座位信息，数据缓存同步模块更改数据库中相应课程的座位信息时，生成课程座位同步信息，并向其他数据缓存机器和热点缓存模块发送课程座位同步信息。

请求分发模块300接收到数据缓存机器所发送的操作响应信息后，将该操作响应信息返回至请求降级模块200。请求降级模块200接收到请求分发模块300所返回的操作响应信息或者热点缓存模块400所返回的操作响应信息后将相应的操作响应信息返回至客户端。

需要指出的是，本实施例的公开课座位预定缓存系统涉及服务器架构，在实际应用中，请求降级模块200不与客户端直接连接，而是通过HTTP服务连接客户端。

Claims (10)

1.一种公开课座位预定缓存系统，其特征在于，该系统包括数据缓存服务机群、请求降级模块、请求分发模块、热点缓存模块；所述数据缓存服务机群由若干数据缓存机器组成；每个数据缓存机器包括有课程数据缓存模块、数据缓存同步模块、操作请求响应模块；

所述请求降级模块包括以下模块：

MB1，用于：接收客户端所发送的操作请求；所述操作请求包括课程查询请求和座位预定请求；所述课程查询请求包括课程清单查询请求、课程信息查询请求、座位查询请求；所述座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求至少包括课程识别码；

MB2，用于：根据所接收的操作请求进行流量分析，当流量超过限值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求，实现请求降级；对于未抛弃的操作请求，如果该操作请求为课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求时，根据其课程识别码和热点课程清单判断是否为热点课程；对于属于热点课程的课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求则直接转发至所述热点缓存模块；否则将对应的操作请求发送至所述请求分发模块；所述热点课程清单通过接收所述热点缓存模块所发送的热点课程同步信息维持得到；

MB3，用于：接收所述请求分发模块所返回的操作响应信息和所述热点缓存模块的操作响应信息，并将所接收的操作响应信息发送至客户端；

所述请求分发模块包括以下模块：

MC1，用于：接收所述请求降级模块所发送的操作请求；

MC2，用于：将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器，同时根据接收到的操作请求生成课程访问计数信息发送至所述热点缓存模块；

MC3，用于：接收所述数据缓存机器所返回的操作响应信息，并将该操作响应信息返回至所述请求降级模块；

所述热点缓存模块包括以下模块：

MD1，用于：以内存方式缓存热点课程清单中的热点课程的课程信息和座位信息；

MD2，用于：接收所述请求降级模块所发送的操作请求，根据所接收的操作请求生成课程访问计数信息，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求降级模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的热点课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得热点课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息的同时向各个数据缓存机器发送课程座位同步信息；

MD3，用于：接收所述请求分发模块所发送的课程访问计数信息和模块MD1所生成的课程访问计数信息，然后根据所述课程访问计数信息对课程的访问数进行统计，并根据所述课程的访问数维持热点课程清单；当热点课程清单发生变化时，向所述请求降级模块发送热点课程同步信息，并更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的课程信息和座位信息；

MD4，用于：接收各个数据缓存机器发送的课程座位同步信息，并根据所接收的课程座位同步信息更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的座位信息；

所述课程数据缓存模块用于：以内存方式缓存数据库中各课程的课程信息和座位信息；

所述数据缓存同步模块用于：接收其他数据缓存机器所发送的课程座位同步信息或所述热点缓存模块所发送的课程座位同步信息，并根据所接收的课程座位同步信息更新所述内存方式缓存的数据库中各课程的座位信息；

所述操作请求响应模块用于：接收所述请求分发模块所配发的操作请求，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求分发模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的数据库中各课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息同时向其他数据缓存机器和热点缓存模块发送课程座位同步信息。

2.如权利要求1所述的公开课座位预定缓存系统，其特征在于，还包括看门狗模块；所述看门狗模块连接所述数据缓存服务机群中的各个数据缓存机器，并通过各个数据缓存机器所发送的喂狗信号判断相应的数据缓存机器是否宕机；当判断到存在数据缓存机器宕机时，向相应宕机的数据缓存机器发送重启指令，并生成宕机状态信息发送至所述请求分发模块；所述请求分发模块接收宕机状态信息，并根据所接收宕机状态信息更新各个数据缓存机器的状态表，从而使得当将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器时，以避免配发至宕机的数据缓存机器上。

3.如权利要求1所述的公开课座位预定缓存系统，其特征在于，所述请求降级模块中，接收到操作请求后，为每个操作请求添加时间戳，接收到返回的操作响应信息后，根据所述操作响应信息所对应的操作请求的时间戳计算每个操作请求的响应时间，并以滑窗方式统计平均响应时间；当平均响应时间超过预先设定的阈值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求。

4.如权利要求1所述的公开课座位预定缓存系统，其特征在于，所述请求分发模块中还包括模块：

MC21，用于：为每个数据缓存机器构建操作请求队列；

MC22，用于：计算每个操作请求的响应时间，并以滑窗方式统计各个数据缓存机器的平均响应时间；

MC23，用于：根据各个数据缓存机器的平均响应时间和各个数据缓存机器操作请求队列中未响应的操作请求数量，计算各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间；

MC24，用于：根据各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间，将所接收到的操作请求配发至各个数据缓存机器的操作请求队列中：当存在操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值时，以哈希取模的方式将所接收到的操作请求配发至相应的操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器；否则将所接收到的操作请求配发至操作请求的预期处理时间最小的数据缓存机器。

5.如权利要求1所述的公开课座位预定缓存系统，其特征在于，所述请求降级模块、请求分发模块和热点缓存模块被分别部署在不同的机器上。

6.一种公开课座位预定缓存方法，其特征在于，该方法涉及数据缓存服务机群、请求降级模块、请求分发模块、热点缓存模块；所述数据缓存服务机群由若干数据缓存机器组成；每个数据缓存机器包括有操作请求响应模块；所述方法包括以下步骤：

S1：所述请求降级模块接收客户端所发送的操作请求；所述操作请求包括课程查询请求和座位预定请求；所述课程查询请求包括课程清单查询请求、课程信息查询请求、座位查询请求；所述座位预定请求、课程信息查询请求、座位查询请求至少包括课程识别码；

S2：所述请求降级模块根据所接收的操作请求进行流量分析，当流量超过限值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求，实现请求降级；对于未抛弃的操作请求，如果该操作请求为课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求时，根据其课程识别码和热点课程清单判断是否为热点课程；对于属于热点课程的课程信息查询请求、座位查询请求或者座位预定请求则直接转发至所述热点缓存模块；否则将对应的操作请求发送至所述请求分发模块；所述热点课程清单通过接收所述热点缓存模块所发送的热点课程同步信息维持得到；

S3：所述请求分发模块接收到所述请求降级模块所发送的操作请求后，将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器，同时根据接收到的操作请求生成课程访问计数信息发送至所述热点缓存模块；

S4：所述热点缓存模块接收到所述请求降级模块所发送的操作请求，根据所接收的操作请求生成课程访问计数信息，并对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求降级模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的热点课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得热点课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息的同时向各个数据缓存机器发送课程座位同步信息；

S5：所述热点缓存模块根据接收到的所述请求分发模块所发送的课程访问计数信息和所生成的课程访问计数信息，对课程的访问数进行统计，并根据所述课程的访问数维持热点课程清单；当热点课程清单发生变化时，向所述请求降级模块发送热点课程同步信息，并更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的课程信息和座位信息；

S6：所述数据缓存机器接收到所述请求分发模块所配发的操作请求后，对所接收的操作请求作出操作响应，生成操作响应信息返回至所述请求分发模块；当对所接收的操作请求作出操作响应时，以内存方式缓存的数据库中各课程的课程信息和座位信息为处理对象；当作出操作响应使得课程的座位信息发生变更时，更改数据库中相应课程的座位信息同时向其他数据缓存机器和热点缓存模块发送课程座位同步信息；

S7：所述热点缓存模块接收到课程座位同步信息后，根据所接收的课程座位同步信息更新所述以内存方式缓存的所述热点课程清单中的热点课程的座位信息；

S8：所述数据缓存机器接收到课程座位同步信息后，根据所接收的课程座位同步信息更新所述内存方式缓存的数据库中各课程的座位信息；

S9：所述请求分发模块接收到返回的操作响应信息时，将返回的操作响应信息进一步返回至所述请求降级模块；

S10：所述请求降级模块接收到返回的操作响应信息时，将返回的操作响应信息发送至客户端。

7.如权利要求6所述的公开课座位预定缓存方法，其特征在于，该方法还涉及看门狗模块；所述看门狗模块连接所述数据缓存服务机群中的各个数据缓存机器，并通过各个数据缓存机器所发送的喂狗信号判断相应的数据缓存机器是否宕机；当判断到存在数据缓存机器宕机时，向相应宕机的数据缓存机器发送重启指令，并生成宕机状态信息发送至所述请求分发模块；所述请求分发模块接收宕机状态信息，并根据所接收宕机状态信息更新各个数据缓存机器的状态表，从而使得当将所接收到的操作请求配发至所述数据缓存服务机群中的某个数据缓存机器时，以避免配发至宕机的数据缓存机器上。

8.如权利要求6所述的公开课座位预定缓存方法，其特征在于，

所述步骤S9中，所述请求分发模块接收到返回的操作响应信息时，计算操作请求的响应时间，然后根据各个操作请求的响应时间以滑窗方式统计各个数据缓存机器的平均响应时间；

所述步骤S3中，所述请求分发模块根据各个数据缓存机器的平均响应时间和各个数据缓存机器操作请求队列中未响应的操作请求数量，计算各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间；根据各个数据缓存机器的操作请求的预期处理时间，将所接收到的操作请求配发至各个数据缓存机器：当存在操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值时，以哈希取模的方式将所接收到的操作请求配发至相应的操作请求的预期处理时间未超过预先设定的阈值的数据缓存机器的操作请求队列中；否则将所接收到的操作请求配发至操作请求的预期处理时间最小的数据缓存机器。

9.如权利要求6所述的公开课座位预定缓存方法，其特征在于，

所述步骤S10中，所述请求降级模块接收到返回的操作响应信息时，计算操作请求的响应时间，然后根据各个操作请求的响应时间以滑窗方式统计操作请求的平均响应时间；

所述步骤S2中，当平均响应时间超过预先设定的阈值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求。

10.如权利要求6所述的公开课座位预定缓存方法，其特征在于，

所述步骤S10中，所述请求降级模块接收到返回的操作响应信息时，计算操作请求的响应时间，然后根据各个操作请求的响应时间以滑窗方式统计操作请求的平均响应时间；

所述步骤S2中，根据操作请求的平均响应时间和待返回的操作请求数计算预期处理时间；当预期处理时间超过预先设定的阈值时，通过随机方式抛弃所接收的操作请求。