CN108363764A - 一种分布式缓存管理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于缓存管理技术领域，公开了一种分布式缓存管理***及方法，分布式缓存管理***包括：索引建立模块、数据处理模块、存储控制模块、安全策略模块、全文分词搜索模块、图片与web服务器分离模块、自主研发框架扩展模块。本发明降低数据库的压力，可以有效减少用户请求数据的时间，提高服务器的响应速度和负载均衡能力，从而提升用户的体验以及商家营销策略布局的畅通性；商家更好的利用平台优秀的特性为产品实施营销，策划，推广等一系列活动来实现商业转化率，而用户更好的利用平台强大的支撑能力贴近商家，购买适合自己的商品，从而使商家和用户之间以近乎零距离的沟通实现两端收益。

Description

一种分布式缓存管理***及方法
技术领域
本发明属于缓存管理技术领域，尤其涉及一种分布式缓存管理***及方法。
背景技术
缓存就是数据交换的缓冲区(称作Cache)，当某一硬件要读取数据时，会首先从缓存中查找需要的数据，如果找到了则直接执行，找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。因为缓存往往使用的是RAM(断电即掉的非永久储存)，所以在用完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最大的缓存就是内存条了，最快的是CPU上镶的L1和L2缓存，显卡的显存是给显卡运算芯片用的缓存，硬盘上也有16M或者32M的缓存。然而，现有的数据处理技术，用户请求时间长，服务器响应速度慢，安全性低，体验效果差，跨平台迁移兼容性差。
综上，现有技术存在的问题是：现有的数据处理，用户请求时间长，服务器响应速度慢，安全性低，体验效果差，跨平台迁移兼容性差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种分布式缓存管理***及方法。
本发明是这样实现的，一种分布式缓存管理***包括：
索引建立模块、数据处理模块、存储控制模块、安全策略模块、全文分词搜索模块、图片与web服务器分离模块、自主研发框架扩展模块；
索引建立模块，用于根据接收到的数据缓存请求，将对应的数据存储至分布式内存对象缓存服务器中，并为缓存的数据建立索引；
数据处理模块，用于对缓存数据进行处理操作；
存储控制模块，用于在分布式内存对象缓存服务器中的已使用内存容量大于或等于预设的容量阈值的情况下，利用新建立的索引及对应的数据替换建立时间最早的已建立索引及对应的数据。
安全策略模块，用于通过OOP和MVC使业务层和逻辑层分离，读写目录完全分离，强化了安全。单一入口、输入验证，输出过滤，对SQL注入和跨站点脚本(XSS)，跨站点请求伪造(CSRF)，Cookie篡改预防，对危险行为智能识别并过滤(锁定)，多层级口令保护账户安全，采用数据备份、文件校验、木马特征扫描、***日志等多种手段保证***安全。基于角色的访问与权限控制保障安全运营；
全文分词搜索模块，用于采用搜索数据分词存储构建搜索集群和分布式缓存技术完美结合，全面提升商品信息索引速度、降低了服务器负荷，实现了在1千万条记录情况下查询速度为0.x秒(毫秒级)。从而提升整个网站的质量、改善用户体验、提高用户粘度和网站成交率；
图片与web服务器分离模块，用于通过采用图片服务器和应用服务器分离技术，结合OSS图片存储的特性，提供了无限大的存储集群和处理能力的弹性扩展，将耗费资源的图片服务分离出来；
自主研发框架扩展模块，用于采用先进的OOP(面向对象)开发理念进行全新框架设计，完全基于PHP5+MySQL开发，可运行目前PHP官方推荐的所有稳定版本。MVC模式开发使得结构清晰，代码易于维护，模块化开发使用扩展性更强。同时基于LAMP开源架构，可部署运行于多种平台，跨平台迁移方便。
进一步，所述数据处理模块包括数据获取模块、数据判断模块、数据替换模块、时间记录模块；
数据获取模块，用于根据接收到的数据获取请求，获取对应的索引，并利用该索引从分布式内存对象缓存服务器中获取对应的数据。
数据判断模块，用于根据需要缓存的数据的关键字以及已建立的索引，判断是否存在相同的已缓存数据，若存在，则进一步判断需要缓存的数据的版本号是否高于已缓存数据的版本号；
数据替换模块，用于在需要缓存的数据的版本号高于已缓存数据的版本号的情况下，将需要缓存的数据替换已缓存数据，否则拒绝数据缓存请求。
时间记录模块，用于记录建立数据索引的时间；
本发明另一目的提供一种分布式缓存管理方法，包括：
通过缓存配置模块、缓存刷新模块、业务数据响应模块、缓存存储模块和多个存储服务器，在各个存储节点的存储服务器配置缓存策略，当用户向已接入同网域的存储服务器发出数据请求，该节点将后台服务器数据库中的业务数据取出，并作缓存同步更新。
本发明另一目的提供一种索引建立模块建立方法如下：
步骤1，使用者发出的设置(Set)请求通过前端的应用服务器发送至数据传输装置；
步骤2，数据传输装置读取请求包，并判断请求包是否已经读取完整；
步骤3，若请求包读取完整，则数据传输装置将请求包发送至工作池；
步骤4，由工作池分发器选择一个Worker线程，将请求包放入该线程对应的缓存队列，并唤醒该Woker线程进行处理；
步骤5，Worker处理线程判断当前Set数据是否有效，并判断Key是否已经存在Index记录，且版本信息高于当前请求值，若是，需拒绝当前Set请求。否则，从目前有效的Memcached中，随机选择一个作为存储入口(根据Memcached容量信息来随机选择，可以设置为大容量Memcached具有大的当选概率)；
步骤6，通过上述存储入口，将对应的数据缓存至Memcached，其中，如果当前选择中Memcached的已使用内存容量大于预设阈值(比如接近最大值)，那么从索引map中找到最老节点(距离当前时间最长)，并使用新的数据替换之。这样就可以比较好的处理索引不断增多和有限的内存容量之间的供需矛盾；
步骤7，Woker线程将Index更新信息保存在Jgroups通知缓存队列中；
步骤8，待Jgroups-msg-snder(通信线程)发送更新消息，通知到索引集群内其他索引服务器；Worker处理线程根据获取到的Memcached入口信息，获取到此Memcached的长连接，保存应用应用数据。若保存失败，需删除相应Index信息；
步骤9，Worker处理线程拼装Set响应信息，通过NetIO.RespDispatcher找到对应的前端应用连接入口，将响应包缓存到响应缓存队列；
步骤10，数据传输装置将响应包发送至应用前端。
本发明的优点及积极效果为：本发明降低数据库的压力，可以有效减少用户请求数据的时间，提高服务器的响应速度和负载均衡能力，从而提升用户的体验以及商家营销策略布局的畅通性；商家更好的利用平台优秀的特性为产品实施营销，策划，推广等一系列活动来实现商业转化率，而用户更好的利用平台强大的支撑能力贴近商家，购买适合自己的商品，从而使商家和用户之间以近乎零距离的沟通实现两端收益。通过全文分词搜索模块采用搜索数据分词存储构建搜索集群和分布式缓存技术完美结合，全面提升商品信息索引速度、降低了服务器负荷，实现了在1千万条记录情况下查询速度为0.x秒(毫秒级)。从而提升整个网站的质量、改善用户体验、提高用户粘度和网站成交率。通过图片与web服务器分离模块可以为图片服务器配置特殊的文件***来满足对图片的I/O请求，同时有效的提高用户访问网站的访问速度，服务器的性能和稳定性，减少宽带成本，优化用户体验。通过自主研发框架扩展模块可部署运行于多种平台，跨平台迁移方便。
本发明的缓存配置模块、缓存刷新模块、业务数据响应模块、缓存存储模块和多个存储服务器，在各个存储节点的存储服务器配置缓存策略，当用户向已接入同网域的存储服务器发出数据请求，该节点将后台服务器数据库中的业务数据取出，并作缓存同步更新。本发明实现了对业务数据的分布式缓存，大大减轻后台业务数据处理压力及同域用户访问的高并发请求和带宽压力，避免后台服务器I/O的堵塞，提高用户的业务数据访问速度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的分布式缓存管理***示意图。
图中：1、索引建立模块；2、数据处理模块；2-1、数据获取模块；2-2、数据判断模块；2-3、数据替换模块；2-4、时间记录模块；3、存储控制模块；4、安全策略模块；5、全文分词搜索模块；6、图片与web服务器分离模块；7、自主研发框架扩展模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的分布式缓存管理***包括：索引建立模块1、数据处理模块2、存储控制模块3、安全策略模块4、全文分词搜索模块5、图片与web服务器分离模块6、自主研发框架扩展模块7。
索引建立模块1，用于根据接收到的数据缓存请求，将对应的数据存储至分布式内存对象缓存服务器中，并为缓存的数据建立索引；
数据处理模块2，用于对缓存数据进行处理操作；
存储控制模块3，用于在分布式内存对象缓存服务器中的已使用内存容量大于或等于预设的容量阈值的情况下，利用新建立的索引及对应的数据替换建立时间最早的已建立索引及对应的数据。
安全策略模块4，用于通过OOP和MVC使业务层和逻辑层分离，读写目录完全分离，强化了安全。单一入口、输入验证，输出过滤，对SQL注入和跨站点脚本(XSS)，跨站点请求伪造(CSRF)，Cookie篡改预防，对危险行为智能识别并过滤(锁定)，多层级口令保护账户安全，采用数据备份、文件校验、木马特征扫描、***日志等多种手段保证***安全。基于角色的访问与权限控制保障安全运营。
全文分词搜索模块5，用于采用搜索数据分词存储构建搜索集群和分布式缓存技术完美结合，全面提升商品信息索引速度、降低了服务器负荷，实现了在1千万条记录情况下查询速度为0.x秒(毫秒级)。从而提升整个网站的质量、改善用户体验、提高用户粘度和网站成交率。
图片与web服务器分离模块6，用于通过采用图片服务器和应用服务器分离技术，结合OSS图片存储的特性，提供了无限大的存储集群和处理能力的弹性扩展，将耗费资源的图片服务分离出来；
自主研发框架扩展模块7，用于采用先进的OOP(面向对象)开发理念进行全新框架设计，完全基于PHP5+MySQL开发，可运行目前PHP官方推荐的所有稳定版本。MVC模式开发使得结构清晰，代码易于维护，模块化开发使用扩展性更强。同时基于LAMP开源架构，可部署运行于多种平台，跨平台迁移方便。
本发明提供的数据处理模块2包括数据获取模块2-1、数据判断模块2-2、数据替换模块2-3、时间记录模块2-4；
数据获取模块2-1，用于根据接收到的数据获取请求，获取对应的索引，并利用该索引从分布式内存对象缓存服务器中获取对应的数据。
数据判断模块2-2，用于根据需要缓存的数据的关键字以及已建立的索引，判断是否存在相同的已缓存数据，若存在，则进一步判断需要缓存的数据的版本号是否高于已缓存数据的版本号；
数据替换模块2-3，用于在需要缓存的数据的版本号高于已缓存数据的版本号的情况下，将需要缓存的数据替换已缓存数据，否则拒绝数据缓存请求。
时间记录模块2-4，用于记录建立数据索引的时间；
本发明提供一种分布式缓存管理方法，包括：
通过缓存配置模块、缓存刷新模块、业务数据响应模块、缓存存储模块和多个存储服务器，在各个存储节点的存储服务器配置缓存策略，当用户向已接入同网域的存储服务器发出数据请求，该节点将后台服务器数据库中的业务数据取出，并作缓存同步更新。
本发明提供的索引建立模块1建立方法如下：
步骤1，使用者发出的设置(Set)请求通过前端的应用服务器发送至数据传输装置；
步骤2，数据传输装置读取请求包，并判断请求包是否已经读取完整；
步骤3，若请求包读取完整，则数据传输装置将请求包发送至工作池；
步骤4，由工作池分发器选择一个Worker线程，将请求包放入该线程对应的缓存队列，并唤醒该Woker线程进行处理；
步骤5，Worker处理线程判断当前Set数据是否有效，并判断Key是否已经存在Index记录，且版本信息高于当前请求值，若是，需拒绝当前Set请求。否则，从目前有效的Memcached中，随机选择一个作为存储入口(根据Memcached容量信息来随机选择，可以设置为大容量Memcached具有大的当选概率)；
步骤6，通过上述存储入口，将对应的数据缓存至Memcached，其中，如果当前选择中Memcached的已使用内存容量大于预设阈值(比如接近最大值)，那么从索引map中找到最老节点(距离当前时间最长)，并使用新的数据替换之。这样就可以比较好的处理索引不断增多和有限的内存容量之间的供需矛盾；
步骤7，Woker线程将Index更新信息保存在Jgroups通知缓存队列中；
步骤8，待Jgroups-msg-snder(通信线程)发送更新消息，通知到索引集群内其他索引服务器；Worker处理线程根据获取到的Memcached入口信息，获取到此Memcached的长连接，保存应用应用数据。若保存失败，需删除相应Index信息；
步骤9，Worker处理线程拼装Set响应信息，通过NetIO.RespDispatcher找到对应的前端应用连接入口，将响应包缓存到响应缓存队列；
步骤10，数据传输装置将响应包发送至应用前端。
本发明通过索引建立模块1根据接收到的数据缓存请求，将对应的数据存储至分布式内存对象缓存服务器中，并为缓存的数据建立索引；通过数据处理模块2对缓存数据进行获取、判断、替换、记录等操作；通过存储控制模块3建立时间最早的已建立索引及对应的数据；通过安全策略模块4的OOP和MVC使业务层和逻辑层分离，读写目录完全分离，强化了安全；通过全文分词搜索模块5提高用户粘度和网站成交率；通过图片与web服务器分离模块6将耗费资源的图片服务分离出来；通过自主研发框架扩展模块7部署运行于多种平台，从而方便跨平台迁移。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种分布式缓存管理***，其特征在于，所述分布式缓存管理***包括：
索引建立模块，用于根据接收到的数据缓存请求，将对应的数据存储至分布式内存对象缓存服务器中，并为缓存的数据建立索引；
数据处理模块，用于对缓存数据进行处理操作；
存储控制模块，用于在分布式内存对象缓存服务器中的已使用内存容量大于或等于预设的容量阈值的情况下，利用新建立的索引及对应的数据替换建立时间最早的已建立索引及对应的数据；
安全策略模块，用于通过OOP和MVC使业务层和逻辑层分离，读写目录完全分离；对危险行为智能识别并过滤，采用数据备份、文件校验、木马特征扫描、***日志多种手段保证***安全；
全文分词搜索模块，采用搜索数据分词存储构建的搜索集群并进行分布式缓存；
图片与web服务器分离模块，用于通过采用图片服务器和应用服务器分离技术，结合OSS图片存储的特性，将耗费资源的图片服务分离；
框架扩展模块，基于PHP5+MySQL和基于LAMP开源架构，部署运行于多种平台。
2.如权利要求1所述分布式缓存管理***，其特征在于，所述数据处理模块包括数据获取模块、数据判断模块、数据替换模块、时间记录模块；
数据获取模块，用于根据接收到的数据获取请求，获取对应的索引，并利用该索引从分布式内存对象缓存服务器中获取对应的数据；
数据判断模块，用于根据需要缓存的数据的关键字以及已建立的索引，判断是否存在相同的已缓存数据，若存在，则进一步判断需要缓存的数据的版本号是否高于已缓存数据的版本号；
数据替换模块，用于在缓存的数据的版本号高于已缓存数据的版本号的情况下，将需要缓存的数据替换已缓存数据，否则拒绝数据缓存请求；
时间记录模块，用于记录建立数据索引的时间。
3.一种如权利要求1所述分布式缓存管理***的分布式缓存管理方法，其特征在于，所述分布式缓存管理方法包括：
通过缓存配置模块、缓存刷新模块、业务数据响应模块、缓存存储模块和多个存储服务器，在各个存储节点的存储服务器配置缓存策略，当用户向已接入同网域的存储服务器发出数据请求，该节点将后台服务器数据库中的业务数据取出，并作缓存同步更新。
4.一种如权利要求1所述分布式缓存管理***的索引建立模块的建立方法，其特征在于，所述索引建立模块的建立方法包括：
步骤1，使用者发出的设置请求通过前端的应用服务器发送至数据传输装置；
步骤2，数据传输装置读取请求包，并判断请求包是否已经读取完整；
步骤3，若请求包读取完整，则数据传输装置将请求包发送至工作池；
步骤4，由工作池分发器选择一个Worker线程，将请求包放入该线程对应的缓存队列，并唤醒该Woker线程进行处理；
步骤5，Worker处理线程判断当前Set数据是否有效，并判断Key是否已经存在Index记录，且版本信息高于当前请求值；若是，需拒绝当前Set请求；否则，从Memcached中，随机选择一个作为存储入口；
步骤6，通过所述存储入口，将对应的数据缓存至Memcached，其中，如果当前选择中Memcached的已使用内存容量大于预设阈值；那么从索引map中找到最老节点，并使用新的数据替换；
步骤7，Woker线程将Index更新信息保存在Jgroups通知缓存队列中；
步骤8，待Jgroups-msg-snder发送更新消息，通知到索引集群内其他索引服务器；Worker处理线程根据获取到的Memcached入口信息，获取到此Memcached的长连接，保存应用应用数据；若保存失败，删除相应Index信息；
步骤9，Worker处理线程拼装Set响应信息，通过NetIO.RespDispatcher找到对应的前端应用连接入口，将响应包缓存到响应缓存队列；
步骤10，数据传输装置将响应包发送至应用前端。
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