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[ASP.net教程]那些年我们一起追过的缓存写法(四)


阅读目录: 

  1. 介绍
  2. 进程缓存
  3. 通信方式
  4. 速度对比
  5. 总结

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:

    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(); 

View Code

client端:

IInterProcessConnection clientConnection = new ClientPipeConnection("MyPipe", ".");
clientConnection.Connect();
var val = clientConnection.Read();
clientConnection.Close();

Wcf Namedpipe

Wcf在原生namedpipe包装了一下,使用起来更为简单方便。
Service端:

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:

ChannelFactory pipeFactory = new ChannelFactory(new NetNamedPipeBinding(), new EndpointAddress("net.pipe://localhost/CacheService"));ICacheService pipeProxy = pipeFactory.CreateChannel();var obj=pipeProxy.GetVal();

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:

 var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(@"a.txt", FileMode.Open, "cachea"); Console.ReadLine(); mmf.Dispose();

Client端: 

var mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("cachea"); var accessor = mmf.CreateViewAccessor(0, 2000000);
accessor.ReadChar(1000);accessor.Dispose(); mmf.Dispose();

WCF TCP方式

使用WcfTcp的方式,可以供外部网络使用。

Service端:

 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();

 Client端:

 ChannelFactory NetcpFactory = new ChannelFactory(netTcpBindingBinding,new EndpointAddress("net.tcp://192.168.0.115:8057/CacheService/")); ICacheService tcpProxy= NetcpFactory.CreateChannel(); var obj=tcpProxy.GetVal();

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:

 new ChannelFactory(netTcpBindingBinding, new EndpointAddress("net.tcp://192.168.0.115:8057/CacheService/"));

WcfTcp localhost绑的是127.0.0.1:

new ChannelFactory(netTcpBindingBinding, new EndpointAddress("net.tcp://localhost:8057/CacheService/"));

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。

参考资源

[1]  http://www.codeproject.com/Articles/7176/Inter-Process-Communication-in-NET-Using-Named-Pip