CN117493515A - 基于聊天系统的分布式消息缓存方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种基于聊天系统的分布式消息缓存方法及装置，方法具体包括当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；选取MD5值中前16位数据和后16位数据、SHA256值中前16位数据和后16位数据；并判断是否均大于0；当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；若存在则直接返回缓存数据。本申请极大提高了聊天系统的吞吐量，并且改造工作量小。

Description

基于聊天系统的分布式消息缓存方法及装置
技术领域
本申请涉及分布式系统技术领域，特别涉及一种基于聊天系统的分布式消息缓存方法及装置。
背景技术
在互联网聊天系统中出于合法合规及用户查阅历史的需求，需要服务器保存用户的消息记录供后续审核或用户查询历史的消息记录。消息通常会使用数据库进行保存，可以包括有直接使用数据库保存消息记录或使用缓存和数据库双写保存消息记录两种保存方式。
然而对于上述两种保存方式，当客户端不保存本地消息记录，每次都需要从服务器获取聊天记录时，在用户数不多的时候可以满足需求，但当用户数量增加，只使用数据库进行存储就会使用户查询历史消息记录的速度减慢，很多时候难以满足用户需求。
使用缓存和数据库双写的方式保存消息记录在性能上足以应对大量用户，但是其需要一开始在项目初期设计时，就考虑缓存部分的设计。往往项目初期用户量不大，使用缓存往往会造成过度设计，增加项目的成本。并且从只使用数据库的方案往数据库和缓存双写的方案迁移时，会修改大量原有逻辑，不仅有大量工作需要做，还会使出现缺陷的概率增加。
发明内容
本申请提供了一种基于聊天系统的分布式消息缓存方法及装置，能够降低数据库压力，提升用户体验，并且易于改造实施，易于从故障恢复。
第一方面，一种基于聊天系统的分布式消息缓存方法，所述方法包括：
当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；
选取所述MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取所述SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0；
当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；
若存在则直接返回缓存数据。
可选地，判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0之后，所述方法还包括：
当存在有H1、H2、H3、H4小于等于0时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
可选地，继续查询缓存中的标识符是否存在之后，所述方法还包括：
当缓存中的标识符不存在时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
可选地，所述方法还包括：
将新消息更新至数据库中；
计算当前标识符的MD5值和SHA256值；
选取所述MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取所述SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
将H1、H2、H3、H4位置的数据进行减一，并返回缓存数据；
如果缓存有当前标识符，则删除缓存的内容。
可选地，所述方法还包括：聊天系统的数据使用kv结构进行存储，使用项目ID、会话ID、消息类型作为字符串拼接成缓存数据的标识符，会话的首页内容作为value；标识符使用哈希函数计算后将其放入哈希桶中进行存储。
第二方面，一种基于聊天系统的分布式消息缓存装置，所述装置包括：
计算模块，用于当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；
选取模块，用于选取所述MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取所述SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
处理模块，用于判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0；当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；若存在则直接返回缓存数据。
可选地，处理模块判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0之后，还包括：
当存在有H1、H2、H3、H4小于等于0时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
可选地，处理模块继续查询缓存中的标识符是否存在之后，还包括：
当缓存中的标识符不存在时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面所述的分布式消息缓存方法。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的分布式消息缓存方法。
本申请实施例提供的技术方案中，当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；选取MD5值中前16位数据和后16位数据、SHA256值中前16位数据和后16位数据；并判断是否均大于0；当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；若存在则直接返回缓存数据。相比现有技术，本申请极大提高了系统的吞吐量，并且改造工作量小。
附图说明
图1为本申请基于聊天系统的分布式消息缓存方法的步骤流程图；
图2为本申请可选实施例的步骤流程图；
图3为本申请实施例提供的一种分布式消息缓存装置的框图；
图4为本申请实施例中电子设备的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中：“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
本发明中，缓存单独作为一个服务存在，消息服务作为另一个服务，消息服务通过调用缓存服务和数据库实现消息的存储。缓存服务使用哈希分片，每个分片使用多个服务进行主从备份，从而可以使缓存分开机器部署为集群形式。
本发明中的缓存系统对每个会话的第一页消息进行缓存，所谓第一页消息是指，用户获取历史消息时，最近的N条消息，N取决于用户查询历史记录时传入的数值，当数据不足N条时，缓存当前所有消息。
本发明中的数据使用kv结构进行存储，使用项目ID、会话ID、消息类型作为字符串拼接成缓存数据的key，会话的首页内容作为value。key可以使用哈希函数计算后将其放入哈希桶中存储。
如图1所示，提供了一种基于聊天系统的分布式消息缓存方法，也即系统的消息历史记录查询逻辑，包括以下步骤：
S11，当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符(key)所对应的MD5值和SHA256值。
MD5是一种加密算法，用于生成消息摘要。SHA256是另一种加密算法，也用于生成消息摘要。通过计算对应key的MD5和SHA256值，可以获得两个不同长度的消息摘要。
S12，选取MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4。
这一步是将MD5和SHA256消息摘要进一步划分为四个16位的段。这些段可以单独用于进一步的处理。
其中消息缓存使用序列化编码保存，当数据库查询为空时，可将无消息这一内容也保存进缓存，提高缓存命中率。
可以在消息服务器上使用简易的多Hash存储标识缓存中对应消息的存在情况，即使用多个Hash的存在状态的或状态近似表示某个key是否存在于缓存中。分别使用MD5的前16位记为H1，MD5的末16位记为H2，SHA256的前16位记为H3，SHA256的末16位记为H4，组合表示某个key在缓存的状态，如果这4个Hash的状态都是存在的，那么缓存中可能存在该key，如果4个Hash有任何一个不存在，那么该key一定不存在于缓存中，可以直接从数据库中存取，从而减少对缓存的无效访问，从而提高系统响应速度。服务本地使用数组存储这些Hash的次数，H1保存在A1中，H2保存在A2中，H3保存在A3中，H4保存在A4中。
S13，判断H1、H2、H3、H4是否均大于0；
S14，当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；
S15，若存在则直接返回缓存数据。即如果在缓存中找到对应key的数据，就将其返回。
其中，上述步骤进一步包括了：
S16如果缓存不存在，则查询数据库。
S17将数据写入缓存，并将A1中对应的H1位置的数字加一，A2中对应的H2位置的数字加一，A3中对应的H3位置的数字加一，A4中对应的H4位置的数字加一。并将数据返回。
另外，如图2，本申请另一个可选的实施例中系统的历史消息保存逻辑如下：
S21，将新消息保存至数据库。
S22，计算key的的MD5和SHA256值。
S23，取MD5的前16位为H1和后16位为H2，取SHA256的前16位为H3和后16位为H4。
S24，将本地A1、A2、A3、A4中对应的H1、H2、H3、H4位置分别减一。
S25，如果缓存有当前key，则删除缓存的内容。
通过以上的方式，使缓存的数据和数据库保持最终一致。如果缓存服务工作异常，使用数据库仍然可以正常工作。
故障处理的逻辑如下：
当缓存服务某一节点出现故障时，缓存服务的其他节点将接替该节点继续工作。当缓存服务整体出现故障时，可直接接从数据库中读取消息数据，这种情况等同于在缓存中未查询到数据集，不过在写入缓存时会失败。当缓存服务的故障排除后，需清空缓存内所有数据，再恢复缓存的工作逻辑，重新开始缓存数据的积累。
综上可以看出，本发明至少包括以下优点：
1、易于从纯数据库方案改造，降低改造成本。
2、方便同一个服务中不同的项目根据情况在缓存和数据库之间切换。
3、空数据也写入缓存，提高命中率，降低数据库压力。
4、可以部分缓存，并非全量缓存，降低缓存服务器的成本。
在一个实施例中，如图3，提供了一种分布式消息缓存装置，具体包括了：
计算模块，用于当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；
选取模块，用于选取MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
处理模块，用于判断H1、H2、H3、H4是否均大于0；当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；若存在则直接返回缓存数据。
在本申请可选的实施例中，处理模块判断H1、H2、H3、H4是否均大于0之后，还包括：
当存在有H1、H2、H3、H4小于等于0时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
在本申请可选的实施例中，处理模块继续查询缓存中的标识符是否存在之后，还包括：
当缓存中的标识符不存在时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
关于分布式消息缓存装置的具体限定可以参见上文中对于分布式消息缓存方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备可以是计算机，其内部结构图可以如图4所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该设备的处理器用于提供计算和控制能力。该设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于遗嘱防篡改数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种遗嘱防篡改方法。
本领域技术人员可以理解，如图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述遗嘱防篡改方法的步骤。
本实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以M种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(SyMchliMk)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(RaMbus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于聊天系统的分布式消息缓存方法，其特征在于，所述方法包括：
当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；
选取所述MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取所述SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
判断H1、H2、H3、H4是否均大于0；
当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；
若存在则直接返回缓存数据。
2.根据权利要求1所述的分布式消息缓存方法，其特征在于，判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0之后，所述方法还包括：
当存在有H1、H2、H3、H4小于等于0时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
3.根据权利要求1所述的分布式消息缓存方法，其特征在于，继续查询缓存中的标识符是否存在之后，所述方法还包括：
当缓存中的标识符不存在时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
4.根据权利要求1所述的分布式消息缓存方法，其特征在于，所述方法还包括：
将新消息更新至数据库中；
计算当前标识符的MD5值和SHA256值；
选取所述MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取所述SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
将H1、H2、H3、H4位置的数据进行减一，并返回缓存数据；
如果缓存有当前标识符，则删除缓存的内容。
5.根据权利要求1所述的分布式消息缓存方法，其特征在于，所述方法还包括：聊天系统的数据使用kv结构进行存储，使用项目ID、会话ID、消息类型作为字符串拼接成缓存数据的标识符，会话的首页内容作为value；
标识符使用哈希函数计算后将其放入哈希桶中进行存储。
6.一种基于聊天系统的分布式消息缓存装置，其特征在于，所述装置包括：
计算模块，用于当聊天系统查询首页消息时，计算进行查询首页消息的标识符所对应的MD5值和SHA256值；
选取模块，用于选取所述MD5值中前16位数据作为H1，后16位数据作为H2，选取所述SHA256值中前16位数据作为H3，后16位数据作为H4；
处理模块，用于判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0；当均大于0时，则继续查询缓存中的标识符是否存在；若存在则直接返回缓存数据。
7.根据权利要求6所述的分布式消息缓存装置，其特征在于，处理模块判断所述H1、H2、H3、H4是否均大于0之后，还包括：
当存在有H1、H2、H3、H4小于等于0时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
8.根据权利要求6所述的分布式消息缓存装置，其特征在于，处理模块继续查询缓存中的标识符是否存在之后，还包括：
当缓存中的标识符不存在时，则查询数据库中标识符是否存在；
并将数据写入缓存，同时将并将H1、H2、H3、H4位置的数据进行加一，并返回缓存数据。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述方法的步骤。
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