TW201248418A - Distributed caching and cache analysis - Google Patents
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201248418 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本甲請係關於電腦網路資料快取技術領域,特別係關 於一種分散式快取方法及系統、快取解析方法及解析系統 【先前技術】 在web應用中’爲了獲得較高的回應速度,web服務端 通常需要將快取資料,特別是熱點資訊的快取資料,存入 到快取伺服器的節點中,如memcache,然後使用特定的演 算法將快取資料分配到不同的快取伺服器上。當用戶提交 訪問請求是’ web服務端首先在快取伺服器節點中查找快 取資料’如果能査找到快取資料則直接回饋給用戶,如果 不能查找才向資料庫中查詢後回饋給用戶,並將查詢的資 料寫入快取節點中’從而能快速的對後續請求給出回饋。 通常情況下’會採用多台快取伺服器來對快取資料進 行儲存’從而增加快取資料的儲存量,保證快取資料的全 面性。因此’在進行快取資料儲存時,會按照一定的方法 將資料分配到對應的快取伺服器上。常見的分配方法有 hash (X) %N分配法’此種方法透過將快取資料按照—定 的映射分配到對應的各個快取伺服器上,可以對快取資料 進行合理的分配’但是,因爲快取資料與快取服務器具有 一定的映射關係,當需要動態增加快取伺服器,或者原有 的快取伺服器出現故障時或者被移除時,原有的映射關係 201248418 會被破壞,這就會使web伺服器無法透過原有的映射關係 查找對應的快取伺服器,從而只能去資料庫中査詢後回饋 給用戶’增加系統回應用戶請求的時間。 【發明內容】 本申請所要解決的技術問題是提供一種分散式快取方 法及系統、快取解析方法及解析系統,能夠以簡單的方法 實現一致性快取,可以避免因爲快取伺服器變動改變原有 的映射關係而造成的無法查找對應快取資料的情況,保證 系統能夠快速的回應用戶請求。 爲了解決上述問題,本申請公開了一種分散式快取方 法,包括以下步驟: 將某一用戶的快取資料分配到快取伺服器; 將包括有該快取資料與該快取伺服器的對應關係的分 配資訊寫入到該用戶在用戶端的cookie中。 進一步地’前述將某一用戶的快取資料分配到快取伺 服器包括: 將快取資料隨機分配到快取伺服器;或 計算某一用戶的hash値,根據計算値將快取資料分配 到對應的快取伺服器。 進一步地’前述將快取資料的分配資訊寫入到該用戶 在用戶端的cookie中包括: 採用回應用戶請求的伺服器將快取資料的分配資訊寫 入到該用戶在用戶牺的cookie中。 -6- 201248418 進一步地,該方法還包括: 新增快取伺服器; 將新的快取資料按照原定的分配策略分配到包括新增 的快取伺服器在內的其中一台快取伺服器上。 爲了解決上述問題’本申請還公開了一種分散式快取 系統,包括: 快取資料分配模組’用於將某一用戶的快取資料分配 到對應的快取伺服器上進行儲存; 分配資訊寫入模組,用於將包括有該快取資料與該快 取伺服器的對應關係的分配資訊寫入該用戶在用戶端的 cο〇ki e 中。 爲了解決上述問題’本申請還公開了一種分散式快取 解析方法,包括以下步驟: 接收用戶的訪問請求; 解析用戶的訪問請求,獲取該用戶請求的cookie中的 快取資料分配資訊; 根據用戶對應的cookie中的快取資料分配資訊獲取該 用戶對應的快取伺服器; 向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料。 進一步地’前述在向獲取的快取伺服器請求讀取快取 資料之後還包括以下步驟: 若向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料失敗或超時 ’將該用戶的快取資料分配到另一快取伺服器; 將再次分配的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的 201248418 cookie中,並覆蓋原來的分配資訊。 進一步地,前述將再次分配的分配資訊寫入到該用戶 在用戶端的cookie中,並覆蓋原來的分配資訊包括: 採用接收用戶訪問請求的伺服器將再次分配的分配資 訊寫入到該用戶在用戶端的cookie中。 爲了解決上述問題,本申請還公開了一種分散式快取 解析系統,包括: 訪問請求接收模組,用於接收用戶的訪問請求; 分配資訊獲取模組,用於從用戶的訪問請求的cookie 中獲取與該用戶的訪問請求相關的快取資料的分配資訊; 快取伺服器資訊獲取模組,用於根據獲取的分配資訊 來確定與該快取資料對應的快取伺服器資訊; 請求模組’向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料。 進一步地,該系統還包括: 快取資料分配模組’用於當向獲取的快取伺服器請求 讀取快取資料失敗或者超時’將該用戶的快取資料分配到 另一台快取伺服器上。 分配資訊寫入模組,用於將再次分配的分配資訊寫入 到該用戶在用戶端的cookie中,並覆蓋原來的分配資訊。 與現有技術相比’本申請包括以下優點: 本申請的分散式快取方法及系統、快取解析方法及解 析系統透過將快取資料與快取伺服器之間分配資訊寫入到 用戶在用戶端的cookie中的方式,利用本地用戶端的 cookie的快取特性,以簡單的方法實現—致性快取,可以 201248418 避免因爲快取伺服器數量的增加或者減少改變原有的映射 關係而造成的無法查找對應快取資料的情況,保證系統能 夠快速的回應用戶請求。 當增加新的快取伺服器時,可以直接將新的分配關係 資訊寫入cookie中,而無需改變原有的快取映射關係,避 免對原有快取伺服器造成衝擊;當某台快取伺服器被從集 群中移除時,僅該快取伺服器上的快取資料會受到影響, 並不會影響到其他正常工作的快取伺服器,同時也不會改 變快取資料與其他快取伺服器的映射關係。 其次’當快取伺服器出現故障或者被移除後,透過重 新分配快取資料儲存的快取伺服器,將重新分配資訊寫入 用戶的cookie中並覆蓋原有的分配資訊,可以保證快取伺 服器的更換資訊能夠及時生效,減少因爲快取伺服器更換 而帶來的不便。 當然’實施本申請的任一產品不一定需要同時達到以 上該的所有優點。 【實施方式】 爲使本申請的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易 懂’下面結合附圖和具體實施方式對本申請作進一步詳細 的說明。 本申請提供一種分散式快取方法及系統、快取解析方 〇 法及解析系統’可以應用於用戶需要訪問網站所對應的伺 服器中。具體的,本申請的分散式快取方法及系統、快取 -9- 201248418 解析方法及解析系統可以透過電腦程式實現,並儲存於伺 服器中,透過處理器的運行來執行。 參照圖1,示出本申請的一種分散式快取方法實施例 一,包括以下步驟: 步驟101,將某一用戶的快取資料分配到快取伺服器 〇 在web應用中,爲了獲得較高的回應速度,web伺服器 端通常需要快取大量的熱點資料,通常的做法就是使用快 取伺服器來儲存這些快取資料。一般情況下,會有多台快 取伺服器來儲存用戶的快取資料以保證儲存資料的完整性 和全面性。 在實際儲存時,web伺服器端會使用特定的演算法來 選捧快取伺服器中的其中一台來儲存某一快取資料。對於 某一用戶的快取資料的分配可以採用常見的分配策略,如 採用hash ( X ) %N分配法,即對該用戶,例如用戶C,計 算hash値,分配到對應的快取伺服器hash ( C ) %N上,或 者隨機分配,取一個亂數,然後將快取資料分配到對應的 快取伺服器random ( C )、%N上。 步驟1 02 ’將包括有該快取資料與該快取伺服器的對 應關係的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的cookie中。 在web伺服器將快取資料儲存到對應的快取伺服器後 ’會同時將快取資料的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的 cookie中’分配資訊中包括該快取資料與快取伺服器的對 應關係’虽後續需要對快取資料進行査詢時,可以直接透 -10- 201248418 過分配資訊就能找到快取資料所在的快取伺服器。若有多 個web伺服器’則由負責處理用戶當前請求的伺服器來將 快取資料的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的cookie中。 例如’共有3台快取伺服器分別爲μ 1,M2,M3,用 戶C的某一快取資料儲存在141上,那麼在用戶c在用戶端 的cookie的分配資訊中,會記錄下該快取資料儲存在mi上 〇 參照圖2’示出本申請的一種分散式快取解析方法實 施例一,包括以下步驟: 步驟20 1 ’接收用戶的訪問請求。 伺服器端接收用戶的訪問請求,同一用戶的訪問請求 可能會由不同的伺服器接收。例如,用戶的第一次訪問請 求由伺服器W 1接收,而第二次訪問請求由伺服器评2接收 。當然也可以由用戶端接收用戶的訪問請求,並向伺服器 端提出’此時’伺服器端接收的是來自用戶端的用戶訪問 請求。 步驟202,解析用戶的訪問請求,獲取該用戶請求的 cookie中的快取資料分配資訊。 用戶提出的訪問請求會附帶上cookie,伺服器在接收 用戶的訪問請求後’對訪問請求進行解析,同時獲取 cookie中記錄的快取資料的分配資訊。 步驟203,根據用戶對應的cookie中的快取資料分配資 訊獲取該用戶對應的快取伺服器。 因爲在儲存快取資料時,儲存快取資料的伺服器已經 -11 - 201248418 將與該用戶請求對應的快取資料的分配資訊寫入到cookie 中,所以,從cookie中可以定位快取伺服器。 步驟204,向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料。 接收用戶訪問請求的伺服器透過cookie中的分配資訊 定位快取伺服器後,就可以請求從該快取伺服器中讀取快 取資料,並在接收該快取資料後對用戶請求給出回應。 參照圖3,進一步地,因爲快取伺服器可能會出現故 障,或者被移除後,儲存於其上的快取資料也就隨之被移 除了,如果向該快取伺服器請求讀取快取資料可能會因爲 超時或者讀取失敗而得不到回饋,所以,本申請的分散式 快取解析方法實施例二,在實施例一的步驟204之後還包 括以下步驟: 步驟301,若向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料 失敗或超時,將該用戶的快取資料分配到另一快取伺服器 式可 方也 的, 擇器 選服 機伺 隨取 用快 採台 以一 可中 器其 > -q 伺態 取狀 快作 的工 配常 分正 於取 對選 時意 此任 即 以按照預定的排列順序來選取對應的快取伺服器。 步驟302 ’將再次分配的分配資訊寫入到該用戶的 cookie中,並覆蓋原來的分配資訊。 再次分配資訊被寫入到用戶的cookie後,會自動覆蓋 原來的分配資訊’當後續讀取時便可以獲得最新的分配資 訊,從而保證分配資訊的準確性。此時,再次分配資訊由 回應本次訪問請求的的伺服器寫入。 -12- 201248418 ' 採用此種方法,當快取伺服器出現故障或者被移除後 ,只有儲存於該快取伺服器上的快取資料會受到影響,並 不會影響到其他正常工作的快取伺服器,並且透過重新分 配快取資料儲存的快取伺服器,將重新分配資訊寫入用戶 的cookie中並覆蓋原有的分配資訊,可以保證快取伺服器 的更換資訊能夠及時生效,減少因爲快取伺服器更換而帶 來的不便。 另外,如果需要增加快取伺服器,根據本申請的分配 策略,新的快取資料可以以機率上平等的機會映射到包括 新增的快取伺服器在內的所有快取伺服器上,並且也可以 直接將快取資料與快取伺服器的對應關係寫入到用戶對應 的cookie中,而無需改變原有的快取映射關係,避免對原 有快取伺服器造成衝擊,同時可以保持對應關係的一致性 ,而且無需對移動快取資料。 本申請的分散式快取方法和快取解析方法透過將分配 資訊寫入到用戶在用戶端的cookie中的方式,利用HTTP協 定中本地用戶端所儲存的cookie的快取特性,以簡單的方 法實現一致性快取。在快取集群發生變動時,減少對原有 的快取資料造成的衝擊。當增加新的快取伺服器時,可以 直接將新的分配關係寫入cookie中,對原有的快取資料無 衝擊;當某台快取伺服器被從集群中移除時,僅該快取伺 服器上的快取資料會受到影響,對其他的快取伺服器不會 造成影響。 另外,在任何一個具有快取需求的內部C/S系統中, -13- 201248418 都可以採用本申請這種帶狀態的分散式快取協定。 下面,結合具體的實例對本申請的分散式快取方法及 快取解析方法實施例進行說明。 假設如下的基本場景,.一個web應用場景,有2個web 伺服器W1和W2,部署3台基於memcache的快取伺服器Ml ,M2,M3。 當用戶端C第一次提交請求時,假設由W1負責處理, 這時W1負責將C的熱點資料分配到Ml至M3之中的一台快 取伺服器上》可以根據需要採取不同的方法:比如可以取 —個亂數,分配到伺服器random (C) %N上;或者對C計 算h a s h値,分配到伺服器h a s h ( C ) % N上。 然後,分配資訊被伺服器W1寫入到用戶端C的cookie 中。 用戶端C後續的每次向服務端發送請求都帶上cookie ,cookie中包含伺服器W1寫入的快取資訊。 比如某次請求可能被W2伺服器處理,W2伺服器就可 以立刻從C的cookie中取出對應的快取伺服器Ml,進而向 快取伺服器Μ 1請求必要的快取資料。 若快取伺服器發生故障或者被從集群中移除時,在處 理用戶端C的請求時,如果服務端發現請求的快取伺服器 沒有回應,那麼它將重新爲C選擇一台新的快取伺服器, 選擇成功後再用新的分配資訊更新到C的cookie。例如, 當用戶端C透過伺服器W 1向快取伺服器Μ 1請求快取資料, 而Ml沒有回應,那麼伺服器W1根據預定的分配策略選擇 -14- 201248418 快取伺服器M2,並將快取資料儲存於M2上,同時更新用 戶端C的cookie中的分配資訊,當用戶端下次發送請求時 ,用戶端C的cookie中就已經是新的分配資訊了。這種情 況下,對快取資料的影響僅限於快取到該快取伺服器上的 資料,並且用戶端C的快取分配資訊只需要被任意一個web 伺服器更新一次,就能立刻在下一次訪問中生效。 若根據業務需要,快取伺服器從N擴充到N+1台,根 據前述的方法,在分配快取資料的時候可以將快取資料根 據原定的分配方案進行分配,並不會影響原有的快取映射 關係。通常情況下,新的快取資料將會以機率上平等的機 % 會映射到這N + 1台伺服器上。 參照圖4,示出本申請的一種分散式快取系統實施例 一 ’此處的系統中的各個模組是指基於電腦語言編寫的電 腦程式,儲存於伺服器中,並透過處理器運行。 分散式快取系統包括快取資料分配模組1 0和分配資訊 寫入模組20。 快取資料分配模組1 0,用於將某一用戶的快取資料分 配到對應的快取伺服器上進行儲存。快取資料分配模組! 〇 可以採用隨機分配或者計算hash値的方式對用戶的快取資 料進行分配。 分配資訊寫入模組20,用於將包括有快取資料與快取 伺服器的對應關係的分配資訊寫入該用戶對應的cookie中 。分配資訊寫入模組20根據從快取資料分配模組1 〇處獲取 的資訊’將快取資料與快取伺服器的分配關係等資訊寫入 -15- 201248418 用戶對應的cookie中。 參照圖5,示出本申請的一種分散式快取解析系統實 施例一,此處的系統中的各個模組是指基於電腦語言編寫 的電腦程式,儲存於伺服器中,並透過處理器運行。 分散式快取解析系統包括訪問請求接收模組40,分配 資訊獲取模組50,快取伺服器資訊獲取模組60及請求模組 Ί 0。 訪問請求接收模組40,用於接收用戶的訪問請求。訪 問請求接收模組40可以設置於不同的伺服器也可以設置於 用戶端中。 分配資訊獲取模組50,用於從用戶的訪問請求的 cookie中獲取與該用戶的訪問請求相關的快取資料的分配 資訊。 快取伺服器資訊獲取模組60,用於根據獲取的分配資 訊來確定與該快取資料對應的快取伺服器資訊。 請求模組7 〇,向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料 。當獲取到該快取資料對應的快取伺服器後,則可以向該 快取伺服器提出讀取快取資料的請求。 參照圖6,進一步地,分散式快取解析系統還包括快 取資料分配模組80及分配資訊寫入模組90。 快取資料分配模組8 0,用於當向獲取的快取伺服器請 求讀取快取資料失敗或者超時,將該用戶的快取資料分配 到另一台快取伺服器上。 分配資訊寫入模組90,用於將再次分配的分配資訊寫 -16- 201248418 入到該用戶的cookie中,並覆蓋原來的分配資訊。 本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述,每 個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個 實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對於系統實施 例而言,由於其與方法實施例基本相似,所以描述的比較 簡單,相關之處參見方法實施例的部分說明即可。 以上對本申請所提供的分散式快取方法及系統,快取 解析方法及系統進行了詳細介紹,本文中應用了具體個例 對本申請的原理及實施方式進行了闡述,以上實施例的說 明只是用於幫助理解本申請的方法及其核心思想;同時, 對於本領域的一般技術人員,依據本申請的思想,在具體 實施方式及應用範圍上均會有改變之處,綜上所述,本說 明書內容不應理解爲對本申請的限制。 【圖式簡單說明】 圖1是本申請的分散式快取方法實施例—的流程圖; 圖2是本申請的分散式快取解析方法實施例一的流程 圖; 圖3是本申請的分散式快取解析方法實施例二的流程 ren · 圖, 圖4是本申請的分散式快取系統實施例一的結構示意 rari · 圖, 圖5是本申請的分散式快取解析系統實施例一的結構 示意圖; -17- 201248418 圖6是本申請的分散式快取解析系統實施例二的結構 示意圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 :快取資料分配模組 20 :分配資訊寫入模組 40 :訪問請求接收模組 5 0 :分配資訊獲取模組 60 :快取伺服器資訊獲取模組 7 〇 :請求模組 80 :快取資料分配模組 90 :分配資訊寫入模組 -18-
Claims (1)
- 201248418 七、申請專利範園: 1. 一種分散式快取方法,其特徵在於,包括以下步 驟: 將某一用戶的快取資料分配到快取伺服器; 將包括有該快取資料與該快取伺服器的對應關係的分 配資訊寫入到該用戶在用戶端的cookie中。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的方法,其中,前述將 某一用戶的快取資料分配到快取伺服器包括·· 將快取資料隨機分配到快取伺服器;或 計算某一用戶的h a s h値,根據計算値將快取資料分配 到對應的快取伺服器。 3 .如申請專利範圍第1或2項所述的方法,其中,前 述將快取資料的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的C00kie 中包括: 採用回應用戶請求的伺服器將快取資料的分配資訊寫 入到該用戶在用戶端的cookie中。 4. 如申請專利範圍第2項所述的方法,其中,該方法 還包括: 新增快取伺服器; 將新的快取資料按照原定的分配策略分配到包括新增 的快取伺服器在內的其中一台:决取伺服器上。 5. —種分散式快取系統,其特徵在於,包括: 快取資料分配模組,用於將某一用戶的快取資料分配 到對應的快取伺服器上進行儲存; -19 - 201248418 分配資訊寫入模組’用於將包括有該快取資料與該快 取伺服器的對應關係的分配資訊寫入該用戶在用戶端的 c ο o k i e 中。 6. 一種分散式快取解析方法,其特徵在於,包括以 下步驟: 接收用戶的訪問請求; 解析用戶的訪問請求,獲取該用戶請求的c〇〇kie中的 快取資料分配資訊; 根據用戶對應的cookie中的快取資料分配資訊獲取該 用戶對應的快取伺服器; 向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料。 1 ·如申請專利範圍第6項所述的解析方法,其中,前 述在向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料之後還包括以 下步驟: 若向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料失敗或超時 ,將該用戶的快取資料分配到另一快取伺服器; 將再次分配的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的 cookie中,並覆蓋原來的分配資訊。 8.如申請專利範圍第7項所述的解析方法,其中,前 述將再次分配的分配資訊寫入到該用戶在用戶端的co〇kie 中’並覆蓋原來的分配資訊包括: 採用接收用戶訪問請求的伺服器將再次分配的分配資 訊寫入到該用戶在用戶端的cookie中。 9-—種分散式快取解析系統,其特徵在於,包括: -20- 201248418 訪問請求接收模組,用於接收用戶的訪問請求; 分配資訊獲取模組,用於從用戶的訪問請求的cookie 中獲取與該用戶的訪問請求相關的快取資料的分配資訊; 快取伺服器資訊獲取模組,用於根據獲取的分配資訊 來確定與該快取資料對應的快取伺服器資訊; 請求模組,向獲取的快取伺服器請求讀取快取資料。 1〇·如申請專利範圍第9項所述的系統,其中,該系 統還包括: 快取資料分配模組,用於當向獲取的快取伺服器請求 讀取快取資料失敗或者超時,將該用戶的快取資料分配到 另一台快取伺服器上。 分配資訊寫入模組,用於將再次分配的分配資訊寫入 到該用戶在用戶端的cookie中’並覆蓋原來的分配資訊。
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