缓存集群

❶ Hibernate的缓存技术有哪些

缓存是数据库数据在内存中的临时容器,它包含了库表数据在内存中的临时拷贝,位于数据库与应用程序之间,其作用是为了降低应用程序对物理数据源访问的频次,从而提高应用的运行性能。

Hibernate的缓存机制

1.1持久化层的缓存的范围

持久层设计中,往往需要考虑几个不同层次中的数据缓存策略。这些层次的划分标准针对不同情况有所差异,一般而言,ORM的数据缓存应包含如下几个层次:

事务级缓存(Transaction Layer Cache)

缓存只能被当前事务访问。缓存的生命周期依赖于事务的生命周期,当事务结束时,缓存也就结束生命周期。在此范围下,缓存的介质是内存。事务可以是数据库事务或者应用事务,每个事务都有独自的缓存,缓存内的数据通常采用相互关联的对象形式。

应用级/进程级缓存(Application/Process Layer Cache)

缓存被进程内的所有事务共享。这些事务有可能是并发访问缓存,因此必须对缓存采取必要的事务隔离机制。缓存的生命周期依赖于进程的生命周期,进程结束时,缓存也就结束了生命周期。进程范围的缓存可能会存放大量的数据,所以存放的介质可以是内存或硬盘。缓存内的数据既可以是相互关联的对象形式也可以是对象的松散数据形式。对象的松散数据形式有点类似于对象的序列化数据,但是对象分解为松散的算法比对象序列化的算法要求更快。

集群级缓存(Cluster Layer Cache)

在集群环境中,缓存被一个机器或者多个机器的进程共享。缓存中的数据被复制到集群环境中的每个进程节点,进程间通过远程通信来保证缓存中的数据的一致性,缓存中的数据通常采用对象的松散数据形式。对大多数应用来说,应该慎重地考虑是否需要使用集群范围的缓存,因为访问的速度不一定会比直接访问数据库数据的速度快多少。

持久层提供以上多种层次的缓存。如果在事务级缓存中没有查到相应的数据,还可以到进程级或集群级缓存内查询,如果还是没有查到,那么只有到数据库中查询。事务级缓存是持久化层的第一级缓存,通常它是必需的;进程级或集群级缓存是持久化层的第二级缓存,通常是可选的。

1.2 hibernate缓存机制

Hibernate提供了两种缓存,第一种是Session的缓存,又称为一级缓存。由于Session对象的生命周期通常对应一个数据库事务或者一个应用事务,因此它的缓存是事务范围的缓存。第一级缓存是必需的,不允许而且事实上也无法卸除。在第一级缓存中,持久化类的每个实例都具有唯一的OID。

❷ 将缓存数据分片到集群的不同节点，分片规则可以使用什么算法

以每24小时作为一份时间（而非自然日），根据用户的配置有两种工作模式：带状模式中，用户仅定义开始日期时，从开始日期（含）开始，每份时间1个分片地无限增加下去；环状模式中，用户定义了开始日期和结束日期时，以结束日期（含）和开始日期（含）之间的时间份数作为分片总数（分片数量固定），以类似取模的方式路由到这些分片里。

1. DBLE 启动时，读取用户在 rule.xml 配置的 sBeginDate 来确定起始时间
2. 读取用户在 rule.xml 配置的 sPartionDay 来确定每个 Mysql 分片承载多少天内的数据
3. 读取用户在 rule.xml 配置的 dateFormat 来确定分片索引的日期格式
4. 在 DBLE 的运行过程中，用户访问使用这个算法的表时，WHERE 子句中的分片索引值（字符串），会被提取出来尝试转换成 java 内部的时间类型
5. 然后求分片索引值与起始时间的差，除以 MySQL 分片承载的天数，确定所属分片

1. DBLE 启动时，读取用户在 rule.xml 配置的起始时间 sBeginDate、终止时间 sEndDate 和每个 MySQL 分片承载多少天数据 sPartionDay
2. 根据用户设置，建立起以 sBeginDate 开始，每 sPartionDay 天一个分片，直到 sEndDate 为止的一个环，把分片串联串联起来
3. 读取用户在 rule.xml 配置的 defaultNode
4. 在 DBLE 的运行过程中，用户访问使用这个算法的表时，WHERE 子句中的分片索引值（字符串），会被提取出来尝试转换成 Java 内部的日期类型
5. 然后求分片索引值与起始日期的差：如果分片索引值不早于 sBeginDate（哪怕晚于 sEndDate），就以 MySQL 分片承载的天数为模数，对分片索引值求模得到所属分片；如果分片索引值早于 sBeginDate，就会被放到 defaultNode 分片上

与MyCat的类似分片算法对比

中间件
DBLE
MyCat

分片算法种类 date 分区算法 按日期（天）分片
两种中间件的取模范围分片算法使用上无差别

开发注意点
【分片索引】1. 必须是字符串，而且 java.text.SimpleDateFormat 能基于用户指定的 dateFormat 来转换成 java.util.Date
【分片索引】2. 提供带状模式和环状模式两种模式
【分片索引】3. 带状模式以 sBeginDate（含）起，以 86400000 毫秒（24 小时整）为一份，每 sPartionDay 份为一个分片，理论上分片数量可以无限增长，但是出现 sBeginDate 之前的数据而且没有设定 defaultNode 的话，会路由失败（如果有 defaultNode，则路由至 defaultNode）
【分片索引】4. 环状模式以 86400000 毫秒（24 小时整）为一份，每 sPartionDay 份为一个分片，以 sBeginDate（含）到 sEndDate（含）的时间长度除以单个分片长度得到恒定的分片数量，但是出现 sBeginDate 之前的数据而且没有设定 defaultNode 的话，会路由失败（如果有 defaultNode，则路由至 defaultNode）
【分片索引】5. 无论哪种模式，分片索引字段的格式化字符串 dateFormat 由用户指定
【分片索引】6. 无论哪种模式，划分不是以日历时间为准，无法对应自然月和自然年，且会受闰秒问题影响

运维注意点
【扩容】1. 带状模式中，随着 sBeginDate 之后的数据出现，分片数量的增加无需再平衡
【扩容】2. 带状模式没有自动增添分片的能力，需要运维手工提前增加分片；如果路由策略计算出的分片并不存在时，会导致失败
【扩容】3. 环状模式中，如果新旧 [sBeginDate,sEndDate] 之间有重叠，需要进行部分数据迁移；如果新旧 [sBeginDate,sEndDate] 之间没有重叠，需要数据再平衡

配置注意点
【配置项】1. 在 rule.xml 中，可配置项为 <propertyname="sBeginDate"> 、 <propertyname="sPartionDay"> 、 <propertyname="dateFormat"> 、 <propertyname="sEndDate"> 和 <propertyname="defaultNode">
【配置项】2.在 rule.xml 中配置 <propertyname="dateFormat">，符合 java.text.SimpleDateFormat 规范的字符串，用于告知 DBLE 如何解析sBeginDate和sEndDate

【配置项】3.在 rule.xml 中配置 <propertyname="sBeginDate">，必须是符合 dateFormat 的日期字符串

【配置项】4.在 rule.xml 中配置 <propertyname="sEndDate">，必须是符合 dateFormat 的日期字符串；配置了该项使用的是环状模式，若没有配置该项则使用的是带状模式

【配置项】5.在 rule.xml 中配置 <propertyname="sPartionDay">，非负整数，该分片策略以 86400000 毫秒（24 小时整）作为一份，而 sPartionDay 告诉 DBLE 把每多少份放在同一个分片

【配置项】6.在 rule.xml 中配置 <propertyname="defaultNode"> 标签，非必须配置项，不配置该项的话，用户的分片索引值没落在 mapFile 定义

❸ 超详细MySQL数据库优化

数据库优化一方面是找出系统的瓶颈,提高MySQL数据库的整体性能,而另一方面需要合理的结构设计和参数调整,以提高用户的相应速度,同时还要尽可能的节约系统资源,以便让系统提供更大的负荷.

1. 优化一览图

2. 优化

笔者将优化分为了两大类,软优化和硬优化,软优化一般是操作数据库即可,而硬优化则是操作服务器硬件及参数设置.

2.1 软优化

2.1.1 查询语句优化

1.首先我们可以用EXPLAIN或DESCRIBE(简写:DESC)命令分析一条查询语句的执行信息.

2.例:

显示:

其中会显示索引和查询数据读取数据条数等信息.

2.1.2 优化子查询

在MySQL中,尽量使用JOIN来代替子查询.因为子查询需要嵌套查询,嵌套查询时会建立一张临时表,临时表的建立和删除都会有较大的系统开销,而连接查询不会创建临时表,因此效率比嵌套子查询高.

2.1.3 使用索引

索引是提高数据库查询速度最重要的方法之一,关于索引可以参高笔者<MySQL数据库索引>一文,介绍比较详细,此处记录使用索引的三大注意事项:

2.1.4 分解表

对于字段较多的表,如果某些字段使用频率较低,此时应当,将其分离出来从而形成新的表,

2.1.5 中间表

对于将大量连接查询的表可以创建中间表,从而减少在查询时造成的连接耗时.

2.1.6 增加冗余字段

类似于创建中间表,增加冗余也是为了减少连接查询.

2.1.7 分析表,,检查表,优化表

分析表主要是分析表中关键字的分布,检查表主要是检查表中是否存在错误,优化表主要是消除删除或更新造成的表空间浪费.

1. 分析表: 使用 ANALYZE 关键字,如ANALYZE TABLE user;

2. 检查表: 使用 CHECK关键字,如CHECK TABLE user [option]

option 只对MyISAM有效,共五个参数值:

3. 优化表:使用OPTIMIZE关键字,如OPTIMIZE [LOCAL|NO_WRITE_TO_BINLOG] TABLE user;

LOCAL|NO_WRITE_TO_BINLOG都是表示不写入日志.,优化表只对VARCHAR,BLOB和TEXT有效,通过OPTIMIZE TABLE语句可以消除文件碎片,在执行过程中会加上只读锁.

2.2 硬优化

2.2.1 硬件三件套

1.配置多核心和频率高的cpu,多核心可以执行多个线程.

2.配置大内存,提高内存,即可提高缓存区容量,因此能减少磁盘I/O时间,从而提高响应速度.

3.配置高速磁盘或合理分布磁盘:高速磁盘提高I/O,分布磁盘能提高并行操作的能力.

2.2.2 优化数据库参数

优化数据库参数可以提高资源利用率,从而提高MySQL服务器性能.MySQL服务的配置参数都在my.cnf或my.ini,下面列出性能影响较大的几个参数.

2.2.3 分库分表

因为数据库压力过大，首先一个问题就是高峰期系统性能可能会降低，因为数据库负载过高对性能会有影响。另外一个，压力过大把你的数据库给搞挂了怎么办？所以此时你必须得对系统做分库分表 + 读写分离，也就是把一个库拆分为多个库，部署在多个数据库服务上，这时作为主库承载写入请求。然后每个主库都挂载至少一个从库，由从库来承载读请求。

2.2.4 缓存集群

如果用户量越来越大，此时你可以不停的加机器，比如说系统层面不停加机器，就可以承载更高的并发请求。然后数据库层面如果写入并发越来越高，就扩容加数据库服务器，通过分库分表是可以支持扩容机器的，如果数据库层面的读并发越来越高，就扩容加更多的从库。但是这里有一个很大的问题：数据库其实本身不是用来承载高并发请求的，所以通常来说，数据库单机每秒承载的并发就在几千的数量级，而且数据库使用的机器都是比较高配置，比较昂贵的机器，成本很高。如果你就是简单的不停的加机器，其实是不对的。所以在高并发架构里通常都有缓存这个环节，缓存系统的设计就是为了承载高并发而生。所以单机承载的并发量都在每秒几万，甚至每秒数十万，对高并发的承载能力比数据库系统要高出一到两个数量级。所以你完全可以根据系统的业务特性，对那种写少读多的请求，引入缓存集群。具体来说，就是在写数据库的时候同时写一份数据到缓存集群里，然后用缓存集群来承载大部分的读请求。这样的话，通过缓存集群，就可以用更少的机器资源承载更高的并发。

一个完整而复杂的高并发系统架构中，一定会包含：各种复杂的自研基础架构系统。各种精妙的架构设计.因此一篇小文顶多具有抛砖引玉的效果,但是数据库优化的思想差不多就这些了.

❹ JAVA几种缓存技术介绍说明

1、TreeCache / JBossCache

JBossCache是一个复制的事务处理缓存，它允许你缓存企业级应用数据来更好的改善性能。缓存数据被自动复制，让你轻松进行JBoss服务器之间 的集群工作。JBossCache能够通过JBoss应用服务或其他J2EE容器来运行一个MBean服务，当然，它也能独立运行。

2、WhirlyCache

Whirlycache是一个快速的、可配置的、存在于内存中的对象的缓存。它能够通过缓存对象来加快网站或应用程序的速度，否则就必须通过查询数据库或其他代价较高的处理程序来建立。

3、SwarmCache

SwarmCache是一个简单且有效的分布式缓存，它使用IP multicast与同一个局域网的其他主机进行通讯，是特别为集群和数据驱动web应用程序而设计的。SwarmCache能够让典型的读操作大大超过写操作的这类应用提供更好的性能支持。

4、JCache

JCache是个开源程序，正在努力成为JSR-107开源规范，JSR-107规范已经很多年没改变了。这个版本仍然是构建在最初的功能定义上。

5、ShiftOne

ShiftOne Java Object Cache是一个执行一系列严格的对象缓存策略的Java lib，就像一个轻量级的配置缓存工作状态的框架。

❺ 高性能高并发网站架构，教你搭建Redis5缓存集群

一、Redis集群介绍

Redis真的是一个优秀的技术，它是一仔圆种key-value形式的NoSQL内存数据库，由ANSI C编写，遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。 Redis最大的特性是它会将所有数据都放在内存中，所以读写速度性能非常好。Redis是基于内存进行操作的，性能较高，可以很好的在一定程度上解决网站一瞬间的并发量，例如商品抢购秒杀等活动。

网站承受高并发访问压力的同时，还需要从海量数据中查询出满足条件的数据，需要快速响应，前端发送请求、后端和mysql数据库交互，进行sql查询操作，读写比较慢，这时候引入Redis ,把从mysql 的数据缓存到Redis 中，下次读取时候性能就会提高；当然，它也支持将内存中的数据以快照和日志的形式持久化到硬盘，这样即使在断电、机器故障等异常情况发生时数据也不会丢失，Redis能从硬盘中恢复快照数据到内存中。

Redis 发布了稳定版本的 5.0 版本，放弃 Ruby的集群方式，改用 C语言编写的 redis-cli的方式，是集群的构建方式复杂度大大降低。Redis-Cluster集群采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态，每个节点都和其他所有节点连接。

为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。

redis-cluster投票:容错，投票过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为当前master节点挂掉。

集群中至少应该有奇数个节点，所以至少有三个节点，每个节点至少有一个备份节点，所以下面使用6节点枝辩（主节点、备份节点由redis-cluster集群确定）。6个节点分布在一台机器上，采用三主三从的模式。实际应用中，最好用多台机器，比如说6个节点分布到3台机器上，redis在建立集群时为自动的将主从节点进行不同机器的分配。

二、单机redis模式

下载源码redis5.0并解压编译

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.0.tar.gz

tar xzf redis-5.0.0.tar.gz

cd redis-5.0.0

make

redis前端启动需要改成后台启动.

修改redis.conf文件,将daemonize no -> daemonize yes

vim redis.conf

启动redis

/www/server/redis/src/redis-server /www/server/redis/redis.conf

查看redis是否在运行

ps aux|grep redis

现在是单机redis模式完成。

三、redis集群模式：

1.创猛戚缺建6个Redis配置文件

cd /usr/local/

mkdir redis_cluster //创建集群目录

cd redis_cluster

mkdir 7000 7001 7002 7003 7004 7005//分别代表6个节点

其对应端口 7000 7001 7002 70037004 7005

2.复制配置文件到各个目录

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7000/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7001/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7002/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7003/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7004/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7005/

3.分别修改配置文件

vim /usr/local/redis_cluster/7000/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7001/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7002/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7003/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7004/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7005/redis.conf

如下

port 7000 #端口

cluster-enabled yes #启用集群模式

cluster-config-file nodes_7000.conf ＃集群的配置 配置文件首次启动自动生成

cluster-node-timeout 5000 #超时时间 5秒

appendonly yes ＃aof日志开启 它会每次写操作都记录一条日志

daemonize yes #后台运行

protected-mode no #非保护模式

pidfile /var/run/redis_7000.pid

//下面可以不写

#若设置密码，master和slave需同时配置下面两个参数：

masterauth "jijiji" #连接master的密码

requirepass "jijiji" #自己的密码

cluster-config-file，port，pidfile对应数字

4.启动节点

cd /www/server/redis/src/

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7000/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7001/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7002/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7003/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7004/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7005/redis.conf

查看redis运行

ps aux|grep redis

5.启动集群

/www/server/redis/src/redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1

这里使用的命令是create，因为我们要创建一个新的集群。 该选项--cluster-replicas 1意味着我们希望每个创建的主服务器都有一个从服。

输入yes

至此，Reids5 集群搭建完成。

6.检查Reids5集群状态

可以执行redis-cli --cluster check host:port检查集群状态slots详细分配。

redis-cli --cluster info 127.0.0.1:7000

7.停止Reids5集群

（1）.因为Redis可以妥善处理SIGTERM信号，所以直接kill -9也是可以的，可以同时kill多个,然后再依次启动。

kill -9 PID PID PID

（2）.redis5 提供了关闭集群的工具，修改文件： /www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster

端口PROT设置为6999，NODES为6，工具会生成 7000-7005 六个节点 用于操作。

修改后，执行如下命令关闭集群：

/www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster stop

重新启动集群：

/www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster start

8.帮助信息

执行redis-cli --cluster help,查看更多帮助信息

redis-cli --cluster help

吉海波