高性能服务器架构思路「不仅是思路」

缓存的本质，除了让“已经处理赏罚过的数据，不必要一再处理赏罚”以外，尚有“以快速的数据存储读写，取代较慢速的存储读写”的计策。我们在选择缓存计策举办时空转换的时辰，必需明晰我们要转换的时刻和空间是否公道，是否能到达结果。好比早期有一些人会把WEB文件缓存在漫衍式磁盘上(譬喻NFS)，可是因为通过收集会见磁盘自己就是一个较量慢的操纵，并且还会占用也许就不丰裕的收集带宽空间，导致机能也许变得更慢。

在计划缓存机制的时辰，我们还轻易遇到其它一个风险，就是对缓存数据的编程处理赏罚题目。假如我们要缓存的数据，并不是完全无需处理赏罚直接读写的，而是必要读入内存后，以某种说话的布局体可能工具来处理赏罚的，这就必要涉及到“序列化”和“反序列化”的题目。假如我们回收直接拷贝内存的方法来缓存数据，当我们的这些数据必要跨历程、乃至跨说话会见的时辰，会呈现那些指针、ID、句柄数据的失效。由于在其它一个历程空间里，这些“标志型”的数据都是不存在的。因此我们必要更深入的对数据缓存的要领，我们也许会行使所谓深拷贝的方案，也就是随着那些指针去找出方针内存的数据，一并拷贝。一些更当代的做法，则是行使所谓序列化方案来办理这个题目，也就是用一些明晰界说了的“拷贝要领”来界说一个布局体，然后用户就能明晰的知道这个数据会被拷贝，直接打消了指针之类的内存地点数据的存在。好比闻名的Protocol Buffer就能很利便的举办内存、磁盘、收集位置的缓存;此刻我们常见的JSON，也被一些体系用来作为缓存的数据名目。

可是我们必要留意的是，缓存的数据和我们措施真正要操纵的数据，每每是必要举办一些拷贝和运算的，这就是序列化和反序列化的进程，这个进程很快，也有也许很慢。以是我们在选择数据缓存布局的时辰，必必要留意其转换时刻，不然你缓存的结果也许被这些数据拷贝、转换耗损去许多，严峻的乃至比不缓存更差。一样平常来说，缓存的数据越办理行使时的内存布局，其转换速率就越快，在这点上，Protocol Buffer回收TLV编码，就比不上直接memcpy的一个C布局体，可是比编码成纯文本的XML可能JSON要来的更快。由于编解码的进程每每要举办伟大的查表映射，列表布局等操纵。

缓存计策的难点

固然行使缓存头脑好像是一个很简朴的工作，可是缓存机制却有一个焦点的难点，就是——缓存整理。我们所说的缓存，都是生涯一些数据，可是这些数据每每是会变革的，我们要针对这些变革，整理掉生涯的“脏”数据，却也许不是那么轻易。

起首我们来看看最简朴的缓存数据——静态数据。这种数据每每在措施的运行时是不会变革的，好比Web处事器内存中缓存的HTML文件数据，就是这种。究竟上，全部的不是由外部用户上传的数据，都属于这种“运行时静态数据”。一样平常来说，我们对这种数据，可以回收两种成立缓存的要领：一是措施一启动，就一股脑把全部的静态数据从文件可能数据库读入内存;二就是措施启动的时辰并不加载静态数据，而是等有效户会见相干数据的时辰，才去加载，这也就是所谓lazy load的做法。第一种要领编程较量简朴，措施的内存启动后就不变了，不太轻易呈现内存裂痕(假如加载的缓存太多，措施在启动后立即会因内存不敷而退出，较量轻易发明题目);第二种要领措施启动很快，但要对缓存占用的空间有所限定可能筹划，不然假如要缓存的数据太多，也许会耗尽内存，导致在线处事间断。

一样平常来说，静态数据是不会“脏”的，由于没有效户会去写缓存中的数据。可是在现实事变中，我们的在线处事每每会必要“立即”改观一些缓存数据。好比在派别网站上宣布了一条消息，我们会但愿立即让全部会见的用户都看到。按最简朴的做法，我们一样平常只要重启一下处事器历程，内存中的缓存就会消散了。对付静态缓存的变革频率很是低的营业，这样是可以的，可是假如是消息网站，就不能每隔几分钟就重启一下WEB处事器历程，这样会影响大量在线用户的会见。常见的办理这类题目有两种处理赏罚计策：

第一种是行使节制呼吁。简朴来说，就是在处事器历程上，开通一个及时的呼吁端口，我们可以通过收集数据包(如UDP包)，可能Linux体系信号(如kill SIGUSR2历程号)之类的本领，发送一个呼吁动静给处事器历程，让历程开始整理缓存。这种整理也许执行的是最简朴的“所有整理”，也有的可以过细一点的，让呼吁动静中带有“想整理的数据ID”这样的信息，好比我们发送给WEB处事器的整理动静收集包中会带一个字符串URL，暗示要整理哪一个HTML文件的缓存。这种做法的甜头是整理的操纵很精准，可以明晰的节制整理的时刻和数据。可是弱点就是较量繁琐，手工去编写发送这种呼吁很烦人，以是一样平常我们会把整理缓存呼吁的事变，编写到上传静态数据的器材傍边，好比团结到网站的内容宣布体系中，一旦编辑提交了一篇新的消息，宣布体系的措施就自动的发送一个整理动静给WEB处事器。

第二种是行使字段判定逻辑。也就是处事器历程，会在每次读取缓存前，按照一些特性数据，快速的判定内存中的缓存和源数据内容，是否有纷歧致(是否脏)的处所，假若有纷歧致的处所，就自动整理这条数据的缓存。这种做法会耗损一部门CPU，可是就不必要人工行止理赏罚整理缓存的工作，自动化水平很高。此刻我们的赏识器和WEB处事器之间，就有效这种机制：搜查文件MD5;可能搜查文件最后更新时刻。详细的做法，就是每次赏识器提倡对WEB处事器的哀求时，除了发送URL给处事器外，还会发送一个缓存了此URL对应的文件内容的MD5校验串、可能是此文件在处事器上的“最后更新时刻”(这个校验串和“最后更新时刻”是第一次获的文件时一并从处事器得到的);处事器收到之后，就会把MD5校验串可能最后更新时刻，和磁盘上的方针文件举办比拟，假如是同等的，声名这个文件没有被修悔改(缓存不是“脏”的)，可以直接行使缓存。不然就会读取方针文件返回新的内容给赏识器。这种做法对付处事器机能是有必然耗损的，以是假如每每我们还会搭配其他的缓存整理机制来用，好比我们会在配置一个“超时搜查”的机制：就是对付全部的缓存整理搜查，我们都简朴的看看缓存存在的时刻是否“超时”了，假如高出了，才举办下一步的搜查，这样就不消每次哀求都去算MD5可能看最后更新时刻了。可是这样就存在“超时”时刻内缓存变脏的也许性。

WEB处事器静态缓存例子

（编辑：河北网）

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