介绍
之前有童鞋问到关于首次为空的问题,这里简单补充下:
- 一般来说并发量小、缓存数据量小的网站让用户自行触发页面让其缓存即可。
- 大点网站都会多台部署,用负载均衡路由。常见的策略是在每台机器发布应用时,节点从负载均衡节点集合中移除,发布结束后,首次访问通过人工或自动请求下页面让其缓存,也包括预编译。
- 还有一种是并发量大,缓存数据量大的情况,这也是本文的主题,下面会详细介绍。
如果缓存数据量大的情况下,预热就麻烦些。比如LZ公司单在内存中的缓存大小都过G,每次预热都需要数分钟,假设放在应用进程内,对运维工作非常不方便的。如果有意外导致进程池回收,对用户来说就是灾难性的。所以需要把应用进程的数据缓存给单独抽离出来存放,与应用解耦。
关于高并发的解决方案包括缓存更新策略可参见前几篇博客的介绍。
进程缓存
在网站架构演化中,这个阶段就需要引入分布式缓存了,比如memcached、redis。好处就不多讲了,坏处就是速度慢。这里速度慢是与本机内存缓存相比,跨机器通信跟直接读内存差的不是一数量级,对于并发量高、操作频繁的数据就不适用了。
所以把应用进程缓存的数据抽离出来,放在单独进程中,给应用提供一层缓存。缓存的业务逻辑、并发处理在独立进程中做,使用进程通信进行交互。这样不但解决了数据量大预热的麻烦,还能解耦部分应用的业务。
另外单独的进程也可以供外部使用,比如以WCF服务的方式提供给其他子系统使用。
缺点是跨进程读取的速度比进程内读取要稍慢。
通信方式
独立进程与应用进程的几种常见通信方式:
Namedpipe
Namedpipe一种相对高效的进程通信方式,支持局域网内通信。
Service端:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | var txt = File.ReadAllText( "b.txt" );
ServerPipeConnection PipeConnection = new ServerPipeConnection( "MyPipe" , 512, 512, 5000, false );
Console.WriteLine( "listening.." );
while ( true )
{
try
{
PipeConnection.Disconnect();
PipeConnection.Connect();
string request = PipeConnection.Read();
if (!string.IsNullOrEmpty(request))
{
PipeConnection.Write(txt);
if (request.ToLower() == "break" ) break ;
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
break ;
}
}
PipeConnection.Dispose();
Console.Write( "press any key to exit.." );
Console.Read();
|
client端:
1 2 3 4 | IInterProcessConnection clientConnection = new ClientPipeConnection( "MyPipe" , "." );
clientConnection.Connect();
var val = clientConnection.Read();
clientConnection.Close();
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Wcf Namedpipe
Wcf在原生namedpipe包装了一下,使用起来更为简单方便。
Service端:
1 2 3 4 5 6 7 | ServiceHost host = new ServiceHost( typeof (CacheService));
var NamePipe = new NetNamedPipeBinding();
host.AddServiceEndpoint( typeof (ICacheService), NamePipe, "net.pipe://localhost/CacheService" );
host.Open();
Console.WriteLine( "服务可用" );
Console.ReadLine();
host.Close();
|
Client端:
1 2 3 | ChannelFactory pipeFactory = new ChannelFactory( new NetNamedPipeBinding(), new EndpointAddress( "net.pipe://localhost/CacheService" ));
ICacheService pipeProxy = pipeFactory.CreateChannel();
var obj=pipeProxy.GetVal();
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SharedMemory
共享内存是进程间通信最快的一种方式,数据无需在进程间复制传输,直接开辟一块公共内存,供其他进程进行读写。
service端:
1 2 3 | var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(@ "a.txt" , FileMode.Open, "cachea" );
Console.ReadLine();
mmf.Dispose();
|
Client端:
1 2 3 4 5 | var mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting( "cachea" );
var accessor = mmf.CreateViewAccessor(0, 2000000);
accessor.ReadChar(1000);
accessor.Dispose();
mmf.Dispose();
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WCF TCP方式
使用WcfTcp的方式,可以供外部网络使用。
Service端:
1 2 3 4 5 6 | var ServiceHost host = new ServiceHost( typeof (CacheService));
host.AddServiceEndpoint( typeof (ICacheService), new NetTcpBinding(), "net.tcp://192.168.0.115:8057/CacheService/" );
host.Open();
Console.WriteLine( "服务可用" );
Console.ReadLine();
host.Close();
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Client端:
1 2 3 | ChannelFactory NetcpFactory = new ChannelFactory(netTcpBindingBinding, new EndpointAddress( "net.tcp://192.168.0.115:8057/CacheService/" ));
ICacheService tcpProxy= NetcpFactory.CreateChannel();
var obj=tcpProxy.GetVal();
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速度对比
上图是在windows7 i5-3230CPU上跑的,13M和1M文本数据各100次传输测试的均值。
其中原生namedpipe相较已经非常快了,在可以接受的范围,共享内存的方式速度会更快些。
测试结果表明Wcf的namedpipe要慢于wcf-tcp的方式,这个让人有些意外。
WcfTcp绑的是保留地址:
1 | new ChannelFactory(netTcpBindingBinding, new EndpointAddress( "net.tcp://192.168.0.115:8057/CacheService/" ));
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WcfTcp localhost绑的是127.0.0.1:
1 | new ChannelFactory(netTcpBindingBinding, new EndpointAddress( "net.tcp://localhost:8057/CacheService/" ));
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总结
在大型网站开发中,缓存是个永远避免不了的话题,也不存在一种方案能解决所有的问题。
而缓存开发过程经常碰到的问题:过期策略(惰性)、缓存更新(独立)、多级缓存、分布 式缓存(分片)、高可用(单点)、高并发(雪崩)、命中率(穿透)、缓存淘汰(LRU)等。
其多级缓存方案的层级关系大都是由浏览器->cdn->反向代理缓存->线程级->内存级->进程级->文件(静态资源)->分布式(redis)->Db结果。
多数内容在LZ前面博文中有过介绍,有兴趣的童鞋可以看看。
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