基于memcached的高速缓存功能扩展研究

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1、国内图书分类号：TP31国际图书分类号：004．4密级：公开西南交通大学硕士研究生学位论文基于Memcached的高速缓存功能扩展研究年姓申请学位级别王堂亟±专业让篡扭筮佳皇堡论一指导老师．搂堑适量』熬援二零一二年五月十八日ClassifiedIndex：11P3lU．D．C：004．4SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHERESEARCHOFFUNCTIONEXTENSIONBASEDONTHEEMCACHEDCACHEGrade：2008Candidate：Deng

2、ShiQuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：ComputerSoftwareandTheorySupervisor：LouXinyuanMay．18，2012本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密曰，使用本授权书．(请在以上方框内打“扩)学位论文作者签名：矸杪和指导老师签名：／f塞谁日期：刃，2·g·≯7日期2加陟·厂多。．西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1)论述了缓存在互联网领域的地位和作用，总结

3、了目前相关的缓存技术策略及其分类，主要包括相关的缓存置换算法以及当前较常用的缓存产品。2)对Memcached高速缓存系统进行了深入研究，分析了Memcached内部工作机制以及执行流程。详细分析了Memcached的内存处理机制、事件处理机制、内部hash机制以及安全认证机制。3)在Memcached源码的基础上，对日志功能、缓存数据持久化以及缓存数据遍历功能进行了深入研究，并在此基础上设计并实现了上述功能，弥补了缓存系统在这些部分的不足。4)采用黑盒测试技术，以人工测试和自动化测试相结合的方式对系统扩展的相关功能进行了验证

4、性测试，并分析了其性能。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：叩杉和M∞◇叶西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着计算机技术的不断发展，缓存技术已经得到了广泛应用。近年来，互联网的普及，导致了互联网用户剧增，高速缓存技术更是成为了研究的热点。高速缓存技术的应用，可

5、以有效提高系统的响应速度，降低网络带宽消耗，减少网络阻塞，从而解决数据量大、信息更新频繁所导致的问题。良好的缓存架构方案是大型互联网应用系统实现海量数据处理、多用户并发访问以及提供良好用户体验的关键。本文分析了当前常用的缓存技术及其产品的特点，深入分析了高速缓存系统Memcachcd的架构方案、工作原理以及内部实现机制，并在此基础上，针对Mcmcachcd存在的缺陷和不足，对其功能进行了扩展和改进。通过Merncaced源码分析，进一步扩展了缓存数据遍历、数据持久化以及系统日志等功能。在扩展功能实现的过程中，使用了工厂设计模式

6、，降低了持久化模块接口之间的耦合度；同时，通过引入批量数据保存策略，有效地减少了磁盘FO开销，并采用多种数据保存接口触发机制来增加系统数据的可靠性、安全性。在缓存数据遍历设计中，采用了数据分批发送的方式来降低内存开销。最后，本文采用黑盒测试技术，以人工测试和自动化测试相结合的方式对系统扩展的相关功能进行了验证性测试，并分析了其性能。测试结果表明，扩展功能不仅有效的弥补了Memcached在功能设计方面的的不足，丰富了其应用，同时，新增功能并不会增加太多额外的开销，完全能够和以前的功能融合在一起协同工作．关键词：Mcmcachc

7、d：缓存技术；置换策略；持久化西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractCachetechnologyhasbeenwidelyappliedwiththecontinuousdevelopmentofcomputerscience．Inrecentyears，谢tllthepopularityofIntemet，thereisadramaticincreaseofIntemetUSerSwhichalsomakesthehigh-speedcachetechnologyahottopicintheresearch

8、field．High-speedcachetechnologycaneffectivelyimprovethesystemresponsespeed,reducethenetworkbandwidthconsumptionandnetworkcongestion,andthu