CN111752905A - 一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，涉及文件缓存技术领域，其结构包括系统主体、缓存插件、对象存储和数据库，其运行过程包括A、B两部分。A、缓存的获取或存入：所述缓存插件向系统主体发送查询或存入请求，系统主体根据请求到数据库中查询，并返回数据库的查询结果。B、缓存的自动管理：基于缓存占有空间与触发流转流程阈值的比较、缓存的热度值、缓存容量和与删除阈值的比较，将缓存自动放入对象存储的不同区域。本发明可以提升多媒体处理等长耗时操作的体验，可以充分利用项目中已有的对象存储，降低项目的复杂性，还可以自动进行垃圾清理，在保证缓存命中率的前提下尽量减少缓存空间的消耗与存储成本。
Description
技术领域
本发明涉及缓存系统，具体的说是一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统。
背景技术
分布式缓存是很多互联网项目中必不可少的东西，对热点数据的缓存使得响应时间减少，可以大大减轻服务的压力。现有的分布式缓存中间件有Memcache、Redis等，他们拥有响应快、可用性高等优点，但是其只能满足小文件的分布式缓存，当文件增大到兆字节甚至更高的级别时，这些已有的解决方案就无法支撑了。
而现在互联网存在着大量的多媒体压缩、多媒体截屏等数据即时处理操作，这种处理非常耗时，产生的数据也符合热点数据分布定律，因此需要对应的分布式缓存方案。
发明内容
本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，利用对象存储技术，满足了大文件的分布式缓存需求。
本发明的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，解决上述技术问题采用的技术方案如下：
一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其结构包括系统主体、缓存插件、对象存储和数据库，其运行过程包括A、B两部分；
A、缓存的获取或存入：
所述缓存插件向系统主体发送查询或存入请求，系统主体根据请求到数据库中查询，并返回数据库的查询结果，
B、缓存的自动管理：
基于缓存占有空间与触发流转流程阈值的比较、缓存的热度值、缓存容量和与删除阈值的比较，将缓存自动放入对象存储的不同区域。
进一步的，在A部分，缓存获取的具体执行流程为：
(A.1.1)缓存插件向系统主体发送查询请求，
(A.1.2)系统主体根据请求到数据库中查询是否有符合条件的缓存，
(A.1.2a)如果是，则数据库向系统主体返回此缓存的对象存储地址，并将此缓存记录的更新时间更改为此刻，同时，将删除标记置为false,命中次数加一，
(A.1.2b)如果否，则数据库向系统主体返回空。
更进一步的，在A部分，缓存存入的具体执行流程为：
(A.2.1)缓存插件向系统主体发送查询请求，
(A.2.2)系统主体根据请求到数据库中查询是否有同一标签的缓存，
(A.2.2a)如果是，则返回已经存在的信息，
(A.2.2b)如果否，则将此缓存存入对象存储中，并在数据库中创建一条记录。
更进一步的，缓存在数据库中有一一对应的记录，此记录中有包含更新时间、创建时间、唯一标签、删除标记、对象存储的存储区域、对象存储地址、命中次数。
优选的，所涉及缓存包含大文件，还包含一个唯一性标识此大文件的标签。
进一步的，在B部分，缓存自动管理的具体执行流程包括：
(B.1)将所有的删除标记为true的缓存进行删除，并对删除掉缓存后的缓存空间进行统计，
(B.1.a)如果缓存占有空间小于触发流转流程阈值，则直接结束此次流程，
(B.1.b)如果缓存空间大于触发流程的阈值，则进入正式的管理流程，继续执行步骤(B.2)，
(B.2)基于公式1计算缓存的热度值，随后，按照热度值升序或降序排列缓存，
其中，H为该缓存的热度值，HitCount为数据库内记录的命中数，UpdateTime为数据库内记录的最后命中时间，CreateTime为此缓存存入时间，NowTime为当前时间，
由公式1可知，H正比于该缓存的命中数以及存活时间，反比于上次命中距今时间，
(B.3)将对象存储划分为标准存储区、低频存储区、待删除区，
(B.4)先将热度值最高的一部分缓存放入标准存储区，随后对剩下部分缓存的容量和进行判断，
(B.4.a)如果容量和小于低频存储区的删除阈值，则直接将此部分缓存直接全部存入低频存储区，
(B.4.b)如果容量和大于删除阈值，则将热度值最低的一部分缓存直接打上删除标记，将剩下的热度值相对较高的缓存放入低频存储区。
更进一步的，缓存自动管理执行过程中，所有缓存一开始都存储在标准存储区，随着时间推移，缓存自动管理多次启动，当标准存储区的容量过大时，会将一部分热度低的缓存置入低频存储区中，当缓存进一步扩大时，低频存储区的容量也会过大，此时会将一部分热度最低的缓存打上删除标记，即视为转入了待删除区，待删除区的缓存会在下次管理流程开始时被删除。
更进一步的，缓存自动管理执行过程中，各个存储区也会反向流动，在待删除区的缓存被命中时，被命中缓存的删除标记将会被清除，即为移回低频存储区中，相对的，在低频存储区中缓存的热度值回升时，热度值回升的缓存也会被移回标准存储区中。
优选的，在B部分，可以设定缓存自动管理执行的间隔时间，也可以设定缓存自动管理执行的触发条件：在对象存储的容量不足以存入新缓存时自动触发。
本发明的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，与现有技术相比具有的有益效果是：
1)本发明利用对象存储来进行大文件的分布式缓存，充分利用对象存储的高可靠性、高性能、可承受大并发且包含多种不同存储区域的特性对项目进行增强，降低应用本身的压力，提升多媒体处理等长耗时操作的体验，同时，还可以充分利用项目中已有的对象存储，有效降低项目的复杂性；
2)本发明还利用缓存的自动管理，自动在对象存储的不同存储区域中互相转移、可以自动进行垃圾清理，在保证缓存命中率的前提下尽量减少缓存空间的消耗与存储成本。
附图说明
附图1是本发明的结构框架流程图；
附图2是本发明的缓存获取流程示意图；
附图3是本发明的缓存存入流程示意图；
附图4是本发明的缓存自动管理流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一：
结合附图1，本实施例提出一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其结构包括系统主体、缓存插件、对象存储和数据库，其运行过程包括A、B两部分。
A、缓存的获取或存入：缓存插件向系统主体发送查询或存入请求，系统主体根据请求到数据库中查询，并返回数据库的查询结果。
在A部分，结合附图2，缓存获取的具体执行流程为：
(A.1.1)缓存插件向系统主体发送查询请求，
(A.1.2)系统主体根据请求到数据库中查询是否有符合条件的缓存，
(A.1.2a)如果是，则数据库向系统主体返回此缓存的对象存储地址，并将此缓存记录的更新时间更改为此刻，同时，将删除标记置为false,命中次数加一，
(A.1.2b)如果否，则数据库向系统主体返回空。
在A部分，结合附图3，缓存存入的具体执行流程为：
(A.2.1)缓存插件向系统主体发送查询请求，
(A.2.2)系统主体根据请求到数据库中查询是否有同一标签的缓存，
(A.2.2a)如果是，则返回已经存在的信息，
(A.2.2b)如果否，则将此缓存存入对象存储中，并在数据库中创建一条记录。
本实施例中，缓存在数据库中有一一对应的记录，此记录中有包含更新时间、创建时间、唯一标签、删除标记、对象存储的存储区域、对象存储地址、命中次数。
B、缓存的自动管理：基于缓存占有空间与触发流转流程阈值的比较、缓存的热度值、缓存容量和与删除阈值的比较，将缓存自动放入对象存储的不同区域。
结合附图4，缓存自动管理的具体执行流程包括：
(B.1)将所有的删除标记为true的缓存进行删除，并对删除掉缓存后的缓存空间进行统计，
(B.1.a)如果缓存占有空间小于触发流转流程阈值，则直接结束此次流程，
(B.1.b)如果缓存空间大于触发流程的阈值，则进入正式的管理流程，继续执行步骤(B.2)，
(B.2)基于公式1计算缓存的热度值，随后，按照热度值升序或降序排列缓存，
其中，H为该缓存的热度值，HitCount为数据库内记录的命中数，UpdateTime为数据库内记录的最后命中时间，CreateTime为此缓存存入时间，NowTime为当前时间，
由公式1可知，H正比于该缓存的命中数以及存活时间，反比于上次命中距今时间，
(B.3)将对象存储划分为标准存储区、低频存储区、待删除区，
(B.4)先将热度值最高的一部分缓存放入标准存储区，随后对剩下部分缓存的容量和进行判断，
(B.4.a)如果容量和小于低频存储区的删除阈值，则直接将此部分缓存直接全部存入低频存储区，
(B.4.b)如果容量和大于删除阈值，则将热度值最低的一部分缓存直接打上删除标记，将剩下的热度值相对较高的缓存放入低频存储区。
针对B部分的执行，可以设定缓存自动管理执行的间隔时间，也可以设定缓存自动管理执行的触发条件：在对象存储的容量不足以存入新缓存时自动触发。
针对B部分，需要补充的是：
1、缓存自动管理执行过程中，所有缓存一开始都存储在标准存储区，随着时间推移，缓存自动管理多次启动，当标准存储区的容量过大时，会将一部分热度低的缓存置入低频存储区中，当缓存进一步扩大时，低频存储区的容量也会过大，此时会将一部分热度最低的缓存打上删除标记，即视为转入了待删除区，待删除区的缓存会在下次管理流程开始时被删除。
2、缓存自动管理执行过程中，各个存储区也会反向流动，在待删除区的缓存被命中时，被命中缓存的删除标记将会被清除，即为移回低频存储区中，相对的，在低频存储区中缓存的热度值回升时，热度值回升的缓存也会被移回标准存储区中。
本实施例中，所涉及缓存包含大文件，还包含一个唯一性标识此大文件的标签。
综上可知，采用本发明的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，可以提升多媒体处理等长耗时操作的体验，可以充分利用项目中已有的对象存储，有效降低项目的复杂性，还可以自动进行垃圾清理，在保证缓存命中率的前提下尽量减少缓存空间的消耗与存储成本。
以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本发明的核心技术内容。基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于,其结构包括系统主体、缓存插件、对象存储和数据库，其运行过程包括A、B两部分；
A、缓存的获取或存入：
所述缓存插件向系统主体发送查询或存入请求，系统主体根据请求到数据库中查询，并返回数据库的查询结果，
B、缓存的自动管理：
基于缓存占有空间与触发流转流程阈值的比较、缓存的热度值、缓存容量和与删除阈值的比较，将缓存自动放入对象存储的不同区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，在A部分，缓存获取的具体执行流程为：
(A.1.1)缓存插件向系统主体发送查询请求，
(A.1.2)系统主体根据请求到数据库中查询是否有符合条件的缓存，
(A.1.2a)如果是，则数据库向系统主体返回此缓存的对象存储地址，并将此缓存记录的更新时间更改为此刻，同时，将删除标记置为false,命中次数加一，
(A.1.2b)如果否，则数据库向系统主体返回空。
3.根据权利要求2所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，在A部分，缓存存入的具体执行流程为：
(A.2.1)缓存插件向系统主体发送查询请求，
(A.2.2)系统主体根据请求到数据库中查询是否有同一标签的缓存，
(A.2.2a)如果是，则返回已经存在的信息，
(A.2.2b)如果否，则将此缓存存入对象存储中，并在数据库中创建一条记录。
4.根据权利要求3所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，所述缓存在数据库中有一一对应的记录，此记录中有包含更新时间、创建时间、唯一标签、删除标记、对象存储的存储区域、对象存储地址、命中次数。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，所述缓存包含大文件，还包含一个唯一性标识此大文件的标签。
6.根据权利要求4所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，在B部分，缓存自动管理的具体执行流程包括：
(B.1)将所有的删除标记为true的缓存进行删除，并对删除掉缓存后的缓存空间进行统计，
(B.1.a)如果缓存占有空间小于触发流转流程阈值，则直接结束此次流程，
(B.1.b)如果缓存空间大于触发流程的阈值，则进入正式的管理流程，继续执行步骤(B.2)，
(B.2)基于公式1计算缓存的热度值，随后，按照热度值升序或降序排列缓存，
其中，H为该缓存的热度值，HitCount为数据库内记录的命中数，UpdateTime为数据库内记录的最后命中时间，CreateTime为此缓存存入时间，NowTime为当前时间，
由公式1可知，H正比于该缓存的命中数以及存活时间，反比于上次命中距今时间，
(B.3)将对象存储划分为标准存储区、低频存储区、待删除区，
(B.4)先将热度值最高的一部分缓存放入标准存储区，随后对剩下部分缓存的容量和进行判断，
(B.4.a)如果容量和小于低频存储区的删除阈值，则直接将此部分缓存直接全部存入低频存储区，
(B.4.b)如果容量和大于删除阈值，则将热度值最低的一部分缓存直接打上删除标记，将剩下的热度值相对较高的缓存放入低频存储区。
7.根据权利要求6所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，缓存自动管理执行过程中，所有缓存一开始都存储在标准存储区，随着时间推移，缓存自动管理多次启动，当标准存储区的容量过大时，会将一部分热度低的缓存置入低频存储区中，当缓存进一步扩大时，低频存储区的容量也会过大，此时会将一部分热度最低的缓存打上删除标记，即视为转入了待删除区，待删除区的缓存会在下次管理流程开始时被删除。
8.根据权利要求7所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，缓存自动管理执行过程中，各个存储区也会反向流动，在待删除区的缓存被命中时，被命中缓存的删除标记将会被清除，即为移回低频存储区中，相对的，在低频存储区中缓存的热度值回升时，热度值回升的缓存也会被移回标准存储区中。
9.根据权利要求1所述的一种基于对象存储的大文件分布式缓存系统，其特征在于，在B部分，可以设定缓存自动管理执行的间隔时间，也可以设定缓存自动管理执行的触发条件：在对象存储的容量不足以存入新缓存时自动触发。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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