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目录服务器缓存技术研究

作　者: 黄帆
导　师: 奚建清；许兆然
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 目录树多线程缓存机制
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 35次
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内容摘要

随着软件业和互联网的不断发展,越来越多的软件应用目录树进行资源管理,而网站则通过目录树进行站内资源展示。传统的目录树大多是通过和数据库的结合动态生成的。这样做不仅把目录树的所有信息保存在数据库中,而且可以通过对数据库的操作来对目录树进行维护。这种传统的动态目录树每次在展开下一层子节点的时候,都要访问数据库,把所需要的节点信息取读出来,当数据量或者访问量庞大的时候,效率非常低。现有的目录服务器只是利用各种目录访问协议对目录树的各种操作进行了优化,但是在访问用户群过大,并发率过高的情况下,性能还是受到很大的制约。本论文讨论的内容是在传统的动态加载目录树的基础上,采用多线程并行处理的理论和方法,并且通过引入缓存机制,提出一个基于多线程并行处理的,能快速,高效的动态加载目录树的系统。系统框架采用了当前流行的Spring,XML以及Hibernate技术,系统的配置与组件的集成以XML作为基础,Spring框架的引入使得系统架构更加简洁,Hibernate的应用促使可以使用对象编程思维来操纵数据库,而缓存机制的引入作为数据交换的补充,提高了目录树节点展开、修改等数据操作的性能。在本系统中,通过申请一个物理内存空间作为数据缓冲区域,并将此物理内存空间拆分为多个大小不同的物理内存块,用以存放各个频繁登录系统用户的目录树节点,并采用互斥机制来对各个内存块进行上锁,使得可以多个用户同时访问和修改自己的目录树,实现目录树的读取并行化。并且通过多种缓存数据替换策略保证缓存数据的一致性和提高缓存数据的命中率,以及为缓存区域中的数据建立哈希索引来加快查找目录树节点的速度。比起传统的通过访问数据库读取目录树节点的方法,结合缓存和多线程机制的本系统在性能上得到了极大的提高。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 主要研究工作  12-13
  1.4 论文的结构安排  13
  1.5 本章小结  13-14
第二章相关技术分析  14-27
  2.1 缓存概述  14-15
  2.2 主要缓存技术  15-18
    2.2.1 存储器缓存技术  15
    2.2.2 磁盘缓存技术  15-16
    2.2.3 www服务器缓存技术  16-17
    2.2.4 数据缓存技术  17-18
  2.3 缓存技术指标  18-19
    2.3.1 缓存命中率  18-19
    2.3.2 访问延时  19
    2.3.3 对象生命周期  19
    2.3.4 对象一致性  19
  2.4 缓存替换算法  19-21
    2.4.1 传统替换算法  20
    2.4.2 基于内容的替换算法  20
    2.4.3 基于代价的替换算法  20-21
  2.5 系统构建技术  21-26
    2.5.1 J2EE技术  21
    2.5.2 Spring技术  21-23
    2.5.3 Hibernate技术  23-25
    2.5.4 DWR技术  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章 Web缓存系统的研究  27-38
  3.1 系统概述  27-28
  3.2 系统适用性和可行性  28
  3.3 系统运行环境  28-29
    3.3.1 客户端运行环境  28
    3.3.2 服务器运行环境  28-29
  3.4 系统流程  29-30
  3.5 主要算法分析  30-37
    3.5.1 缓存替换算法  31-34
      3.5.1.1 算法优势  31-32
      3.5.1.2 算法步骤  32-34
    3.5.2 缓存分配算法  34-35
      3.5.2.1 算法优势  34
      3.5.2.2 算法步骤  34-35
    3.5.3 互斥访问算法  35-36
      3.5.3.1 算法优势  35
      3.5.3.2 算法步骤  35-36
    3.5.4 一致性维护算法  36-37
      3.5.4.1 算法优势  36-37
      3.5.4.2 算法步骤  37
  3.6 本章小结  37-38
第四章 Web缓存系统的实现  38-51
  4.1 系统目标  38
  4.2 系统总体设计  38-40
    4.2.1 系统组成  38-40
    4.2.2 系统结构  40
  4.3 系统主要模块  40-50
    4.3.1 用户管理模块  41-42
    4.3.2 目录树管理模块  42-44
    4.3.3 缓存管理模块  44-46
    4.3.4 后台线程模块  46-47
    4.3.5 异常错误处理模块  47-48
    4.3.6 定时器监控处理模块  48-49
    4.3.7 XML文件解析模块  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章系统测试  51-56
  5.1 测试目标  51
  5.2 测试环境  51
  5.3 测试方法和数据来源  51-52
    5.3.1 测试方法  51-52
    5.3.2 数据来源  52
    5.3.3 测试界面  52
  5.4 未使用缓存系统的情景  52-53
  5.5 使用缓存系统的情景  53
  5.6 测试结论  53-55
  5.7 本章小结  55-56
总结和展望  56-58
参考文献  58-60
致谢  60

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