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隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)緩存技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中中央緩存技術(shù)被越來(lái)越多的企業(yè)所采用。中央緩存技術(shù)，作為一種高效的緩存方式，被廣泛應(yīng)用于在線購(gòu)物、社交網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)金融等大型網(wǎng)站。本文將對(duì)中央緩存的作用與優(yōu)勢(shì)進(jìn)行解密和分析。
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一、中央緩存的作用
1. 提高用戶體驗(yàn)
中央緩存技術(shù)可以將經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存中，從而加快數(shù)據(jù)的讀取速度，提高了用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)的速度。在高并發(fā)環(huán)境下，中央緩存技術(shù)可以有效地減輕服務(wù)器負(fù)擔(dān)，提高網(wǎng)站的響應(yīng)速度和用戶體驗(yàn)。
2. 減少數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)量
中央緩存技術(shù)可以緩存數(shù)據(jù)庫(kù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)能夠直接從緩存中讀取，減少數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)量，從而減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，同時(shí)也為今后的擴(kuò)展和升級(jí)提供了便利。
3. 防止緩存雪崩
緩存雪崩是指某個(gè)時(shí)刻緩存中的大量數(shù)據(jù)同時(shí)失效，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)量急劇增加，占用大量的系統(tǒng)資源，從而造成系統(tǒng)癱瘓。中央緩存技術(shù)可以將緩存數(shù)據(jù)分散到多個(gè)緩存節(jié)點(diǎn)中，使緩存雪崩的發(fā)生概率大大降低。如果某一個(gè)緩存節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換到其他緩存節(jié)點(diǎn)，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
二、中央緩存的優(yōu)勢(shì)
1. 可擴(kuò)展性強(qiáng)
中央緩存技術(shù)可以通過(guò)增加緩存節(jié)點(diǎn)的數(shù)量來(lái)提升系統(tǒng)的性能，而且可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地增加或減少緩存節(jié)點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可伸縮性。同時(shí)，由于緩存節(jié)點(diǎn)的分布式部署，中央緩存技術(shù)還可以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心分布、跨地域訪問(wèn)等復(fù)雜情況。
2. 響應(yīng)速度快
中央緩存技術(shù)是基于內(nèi)存的緩存技術(shù)，數(shù)據(jù)的讀取速度非?？欤軌蛑С指卟l(fā)訪問(wèn)，同時(shí)在緩存數(shù)據(jù)的重建和刷新方面也有很好的性能表現(xiàn)。
3. 數(shù)據(jù)一致性高
在多線程并發(fā)訪問(wèn)的情況下，中央緩存技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)的一致性，減少了多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)同步的問(wèn)題。同時(shí)，中央緩存技術(shù)還提供了強(qiáng)一致性和弱一致性?xún)煞N模式，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要來(lái)靈活選擇。
4. 成本低廉
中央緩存技術(shù)采用的是開(kāi)源軟件和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，對(duì)于免費(fèi)使用和商業(yè)使用都沒(méi)有限制，使得中小企業(yè)也能夠通過(guò)中央緩存技術(shù)來(lái)提升網(wǎng)站的性能，降低了企業(yè)的運(yùn)維成本。
中央緩存技術(shù)作為一種高效的緩存方式，已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的不二選擇。中央緩存技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了用戶體驗(yàn)，減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，還為網(wǎng)站的擴(kuò)展和升級(jí)提供了便利，同時(shí)還具備可擴(kuò)展性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、數(shù)據(jù)一致性高和成本低廉的優(yōu)勢(shì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，中央緩存技術(shù)將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。
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簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)三級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)
最快的是CPU里的寄存器 其次是一級(jí)緩存和二級(jí)緩存 然后是內(nèi)存儲(chǔ)器(分為只讀和隨機(jī),靜態(tài)和動(dòng)態(tài)) 最后是外存儲(chǔ)器(硬盤(pán)光驅(qū))等
外存儲(chǔ)器件簡(jiǎn)介
文件在存儲(chǔ)介質(zhì)（如磁盤(pán)和磁帶）上的實(shí)在組織方式稱(chēng)為文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的有四種：順序組織、索引組織、散列組織、和鏈組織。為了討論文件的組織方式，先簡(jiǎn)單介紹磁帶存儲(chǔ)器和磁盤(pán)存儲(chǔ)器的有關(guān)知識(shí)。
磁帶存儲(chǔ)器把信息存儲(chǔ)在磁帶上，磁帶機(jī)可以控制磁帶前進(jìn)，后退，磁帶機(jī)上讀寫(xiě)磁頭可以讀寫(xiě)磁帶上的信息。磁帶的運(yùn)行情況類(lèi)似以錄音機(jī)上錄音帶的運(yùn)行。見(jiàn)圖7－5。
磁帶有不同的規(guī)格。目前使用的磁帶一般有1/2英寸寬，最長(zhǎng)可達(dá)3600英尺。1/2英寸的帶在橫向上可記錄9位或7位二進(jìn)制信息（分別稱(chēng)為9道帶或7道帶）。圖7－6是一段9道磁帶，橫向每排9位二進(jìn)制信息，其中8位組織成一個(gè)字節(jié)。另一位為奇偶校驗(yàn)位。
磁帶上的信息是以塊為單位存放的。一個(gè)信息塊由若干個(gè)字節(jié)構(gòu)成，如512字節(jié)或1024字節(jié)，要讀寫(xiě)某一塊上信息，首先要定位，即通過(guò)磁帶的移動(dòng)使磁頭對(duì)準(zhǔn)磁塊的前端，磁帶不是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，而是一種啟停設(shè)備。為適應(yīng)啟動(dòng)時(shí)的加速和停止時(shí)的滑動(dòng)，磁帶上塊與塊之間隙。間隙通常為1/4–3/4英尺長(zhǎng)。間隙是一段空白區(qū)，不存放數(shù)據(jù)信息。
一個(gè)信息塊就是磁帶存儲(chǔ)器的一個(gè)物理記錄。通常一個(gè)信息塊可存放多個(gè)邏輯記錄。
磁帶存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)量大的優(yōu)點(diǎn)。一卷磁帶可存10－20兆字節(jié)信息，而且存滿后可卸下?lián)Q上空帶。
磁山頌帶存儲(chǔ)器是一種順序存儲(chǔ)設(shè)備，它的主要缺點(diǎn)是讀寫(xiě)速度慢。磁帶存取速度取決于磁帶的存儲(chǔ)密度和走帶速度，實(shí)際上磁帶花在定位上的時(shí)間往往比較長(zhǎng)，如果磁頭離所找的塊很遠(yuǎn)時(shí)，往往花十幾分鐘才能定位。因此磁帶存儲(chǔ)器適合于順序存取，即讀寫(xiě)一塊之后，下一次讀寫(xiě)它后邊的相鄰，這樣可以減少定位時(shí)間。
磁盤(pán)存儲(chǔ)器是目前使用得最廣泛的外存設(shè)備。微機(jī)上使用上的磁盤(pán)分為兩種：硬盤(pán)和軟盤(pán)。硬盤(pán)容量通常從幾十兆字節(jié)到幾百兆字節(jié)，甚至幾千兆字節(jié)。軟盤(pán)容量常為所欲為360KB、720KB、1、2MB、1、44MB。磁盤(pán)有點(diǎn)像唱片，擔(dān)磁盤(pán)的磁道不是螺旋線，而是同心圓。若干個(gè)盤(pán) 可以通過(guò)一個(gè)主軸串在一起，構(gòu)成一個(gè)盤(pán)組。各個(gè)盤(pán)面半徑相同的磁盤(pán)在一起稱(chēng)作一個(gè)柱面，盤(pán)組有多少個(gè)盤(pán)面，則說(shuō)每個(gè)柱面有多少個(gè)磁道，一個(gè)磁道可分為若干段，每段是一個(gè)物理記錄，一個(gè)盤(pán)組上從大到小的存儲(chǔ)單位為：柱面，磁道，物理記錄
讀寫(xiě)磁頭有二種類(lèi)型，一種是固定頭，即每個(gè)盤(pán)的每個(gè)磁道都對(duì)應(yīng)著一個(gè)專(zhuān)用的磁頭，目前使用的是活動(dòng)頭，即每個(gè)盤(pán)面只對(duì)應(yīng)一個(gè)磁頭，安放在活動(dòng)壁上，通過(guò)活動(dòng)臂進(jìn)退而找到指定柱面上的磁道。所有磁頭在每一時(shí)刻總是對(duì)準(zhǔn)一個(gè)柱面上的各個(gè)磁盤(pán)。
讀寫(xiě)盤(pán)子上的信息，首先要經(jīng)過(guò)定位動(dòng)作：（1）選定柱面：通過(guò)磁臂移動(dòng)使磁頭對(duì)準(zhǔn)指定的逗改鄭柱面。這是機(jī)械動(dòng)作，平均要幾毫秒至十幾毫秒。（2）選定磁道：即選擇對(duì)應(yīng)著所需盤(pán)面的磁頭，這由電子線路實(shí)現(xiàn)，速度殲歷快。（3）找物理記錄：磁頭定位道要讀寫(xiě)的區(qū) ，這是機(jī)械動(dòng)作，速度較慢，需要幾毫秒至十幾毫秒。真正用到讀寫(xiě)信息的時(shí)間比定位時(shí)間少得多。
與磁帶存儲(chǔ)器相比，磁盤(pán)存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)是存取速度快，既適應(yīng)于順序存取，又適用于隨機(jī)存取。
主機(jī)對(duì)外存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)不能直接地進(jìn)行存取。要讀外存上的數(shù)據(jù)，首先要通道把數(shù)據(jù)讀到內(nèi)存緩沖區(qū)，然后從外存區(qū)讀取數(shù)據(jù)。寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)送到緩沖區(qū)，再通過(guò)通道將緩沖區(qū)內(nèi)容寫(xiě)到外存儲(chǔ)器。一次從內(nèi)存讀數(shù)據(jù)或往外存寫(xiě)數(shù)據(jù)的過(guò)程稱(chēng)作一次訪外。一次訪外可傳送若干個(gè)字節(jié)，訪外時(shí)間包括定位和傳送時(shí)間，節(jié)省存取時(shí)間的一個(gè)有效辦法是，使每次訪外，在內(nèi)存和外內(nèi)之間傳送一批較大的數(shù)據(jù)，從而減少訪外次數(shù)。
分頁(yè)塊的存儲(chǔ)方法是一種有利于減少訪問(wèn)外存次數(shù)又便于管理方法，一個(gè)塊頁(yè)是磁帶或磁盤(pán)上的一個(gè)物理記錄，它包括多個(gè)邏輯記錄，內(nèi)存中設(shè)置的緩沖區(qū)應(yīng)該和頁(yè)塊的大小相等。每次訪外，是把一個(gè)頁(yè)塊讀入一個(gè)緩沖區(qū)或者把一個(gè)緩沖區(qū)寫(xiě)到一個(gè)頁(yè)塊。
若一次訪外所傳送的頁(yè)塊上有多少在近期進(jìn)行處理的邏輯記錄，則分頁(yè)塊的存儲(chǔ)方式可以使訪問(wèn)次數(shù)大大減少。
這時(shí)我們可以用訪外次數(shù)作為衡量檢索效率的一個(gè)重要參數(shù)。檢索一次，訪外次數(shù)越少，效率越高，相反，則效率就越低。另一個(gè)衡量檢索效率的參數(shù)是磁頭定位，檢索某一記錄，磁頭定位時(shí)間越少，效率越高，否則，效率就越低。
沉
文件在外存儲(chǔ)器上組織結(jié)構(gòu)主要有三種：順序文件、散列文件、索引文件。這三種組織方式分別適于不同的外存儲(chǔ)器，它們的檢索效率是不同的，下面分別討論這幾種文件在外存儲(chǔ)上是如何組織的，有關(guān)的運(yùn)算是如何實(shí)現(xiàn)的
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)層次可分為高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器三級(jí)。高速緩沖存儲(chǔ)器用來(lái)改善主存儲(chǔ)器與中央處理器的速度匹配問(wèn)題。輔助存儲(chǔ)器用于擴(kuò)大存儲(chǔ)空間。
1、高速緩沖存儲(chǔ)器
存在于主存與CPU之間的一級(jí)存儲(chǔ)器， 由靜態(tài)存儲(chǔ)芯片(SRAM)組成，容量比較小但速度比主存高得多， 接近于CPU的速度。在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中余局，是介于中央處理器和主存儲(chǔ)器之間的高速小容量存儲(chǔ)器。它和主存儲(chǔ)器一起構(gòu)成一級(jí)的存儲(chǔ)器。高速緩沖存儲(chǔ)器和主存儲(chǔ)器之間信息的調(diào)度和傳送是由硬件自動(dòng)進(jìn)行的。
2、主存儲(chǔ)器（Main memory）
計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要部件，其作用是存放指令和數(shù)據(jù)，并能由中央處理器（CPU）直接隨機(jī)存取?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)是為了提高性能，又能兼顧合理的造價(jià)，往往采用多級(jí)存儲(chǔ)體系。即由存儲(chǔ)容量小，存取速度高的高速緩沖存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量和存取速度適中的主存儲(chǔ)器是必不可少的。
主存儲(chǔ)器是豎帆讓按地址存放信息的，存取速度一般與地址無(wú)關(guān)。32位（比特）的地址更大能表達(dá)4GB的存儲(chǔ)器地址。這對(duì)多數(shù)應(yīng)用已經(jīng)足夠，但對(duì)于某些特大運(yùn)算量的應(yīng)用和特大型數(shù)據(jù)庫(kù)已顯得不夠，從而對(duì)64位結(jié)構(gòu)提出需求。
3、外儲(chǔ)存器
輔助存儲(chǔ)器又稱(chēng)外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)外存）。指除計(jì)算機(jī)內(nèi)存及CPU緩存以外的儲(chǔ)存器，此類(lèi)儲(chǔ)存器一般斷電后仍然能保存數(shù)據(jù)。常見(jiàn)的外存儲(chǔ)器有硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等。
擴(kuò)展資料
計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器不能同時(shí)滿足存取速度快、存儲(chǔ)容量大和成本低的要求，在計(jì)算機(jī)中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級(jí)層次存儲(chǔ)器，以更優(yōu)的控制調(diào)度算法和合理的成本，構(gòu)成具有性能可接受的存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能在計(jì)算機(jī)中的地位日趨重轎野要，主要原因是：
1、馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)是建筑在存儲(chǔ)程序概念的基礎(chǔ)上，訪存操作約占中央處理器（CPU）時(shí)間的70%左右。
2、存儲(chǔ)管理與組織的好壞影響到整機(jī)效率。
3、現(xiàn)代的信息處理，如圖像處理、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、語(yǔ)音識(shí)別、多媒體等對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求很高。
參考資料來(lái)源：
百度百科-存儲(chǔ)系統(tǒng)
參考資料來(lái)源：
百度百科-高速緩沖存儲(chǔ)器
參考資料來(lái)源：
百度百科-主存儲(chǔ)器
參考資料來(lái)源：
百度百科-外存儲(chǔ)器
1）三級(jí)存儲(chǔ)體系
常見(jiàn)的三級(jí)存儲(chǔ)體系猛運(yùn)(從CPU往外)是：Cache、主存、外存。
主存儲(chǔ)器用來(lái)存放需CPU運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。用半導(dǎo)體RAM構(gòu)成，常包含少部分ROM?？捎蒀PU直接編程訪問(wèn)，采取隨機(jī)存取方式，即：可按某個(gè)隨機(jī)地址直接訪問(wèn)任一單元(不需順序?qū)ふ?，存取時(shí)間與地址無(wú)關(guān)。存儲(chǔ)容量較大，常用字節(jié)數(shù)表示，有時(shí)也用單元數(shù)×位數(shù)表示。速度較快，以存取周期表示。
Cache位于CPU與主存之間(有些Cache集在CPU芯片之中)，用來(lái)存放當(dāng)前運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，它的內(nèi)容是主存某些局部區(qū)域(頁(yè))的復(fù)制品。它用快速的半導(dǎo)體RAM構(gòu)成，采取隨機(jī)存取方式。存儲(chǔ)容量較小而速度最快。
外存儲(chǔ)器用來(lái)廳銀存放暫不運(yùn)行但需聯(lián)機(jī)存放的程序和數(shù)據(jù)。用磁盤(pán)、光盤(pán)、磁帶等構(gòu)成，磁盤(pán)用于需頻繁訪問(wèn)場(chǎng)合，光盤(pán)目前多用于提供系統(tǒng)軟件，而磁帶多用于較大系統(tǒng)的備份。CPU不能直接編址訪問(wèn)外存，而是將它當(dāng)作外圍設(shè)備調(diào)用。磁帶采取順序存取方式。磁盤(pán)與光盤(pán)采取直接存取(半順序)方式，先直接定位到某個(gè)局部區(qū)域，再在其中順序存取。外存容量可以很大，以字節(jié)枝伏梁數(shù)表示。由于外存的存取時(shí)間與數(shù)據(jù)所在位置有關(guān)，所以不能用統(tǒng)一的存取周期指標(biāo)來(lái)表示。例如磁盤(pán)的速度指標(biāo)可按其工作過(guò)程分成三個(gè)階段描述：①平均尋道時(shí)間②平均旋轉(zhuǎn)延遲(等待)時(shí)間③數(shù)據(jù)傳輸率。
淘寶tair 為什么不用redis
redis很好用，提供緩存服務(wù)。相比memcached多了N多新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和主從模式增加可用性。不過(guò)redis有一點(diǎn)不能滿足一些互聯(lián)網(wǎng)公司開(kāi)發(fā)者需求。
redis集群中，想借用緩存資源必須得指明redis服務(wù)器地址去要。這就增加了程序的維護(hù)復(fù)雜度。因?yàn)閞edis服務(wù)器很可能是需要頻繁變動(dòng)的。
所以人家淘寶就想啊，為什么不能像操作分布式數(shù)據(jù)庫(kù)或者h(yuǎn)adoop那樣。增加一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)，讓他去代理所有事情。
所以人家就開(kāi)發(fā)了這個(gè)tair。程序只要跟tair中心節(jié)點(diǎn)交互就OK了。甚至腔旦桐人家還弄了個(gè)配置服務(wù)器這種概念。免去了像操作hadoop那樣，還得每臺(tái)hadoop一套一模一樣配置文件。改配置文件得整個(gè)集群都跟著改。
tair使用了google在bigtable里面的merge-dump模型。
底層存儲(chǔ)可以用redis或者google的levelDB.而且人家淘寶已遲局經(jīng)把他開(kāi)源了。
未來(lái)，如果你伍坦用redis不弄個(gè)中央節(jié)點(diǎn)。你還好意思說(shuō)你會(huì)redis嗎？
數(shù)據(jù)庫(kù)中央緩存的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)中央緩存,解密數(shù)據(jù)庫(kù)中央緩存的作用與優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)三級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu),淘寶tair 為什么不用redis的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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