NoSQL架構(gòu)實(shí)踐（三） 以NoSQL為緩存
在《NoSQL架構(gòu)實(shí)踐》系列的前面兩篇文章中，介紹了《以NoSQL為主》和《以NoSQL為輔》的架構(gòu)。由于NoSQL數(shù)據(jù)庫天生具有高性能、易擴(kuò)展的特點(diǎn)，所以我們常常結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)一些高性能的、海量的數(shù)據(jù)。從另外一個(gè)角度看，根據(jù)NoSQL的高性能特點(diǎn)，它同樣適合用于緩存數(shù)據(jù)。用NoSQL緩存數(shù)據(jù)可以分為內(nèi)存模式和磁盤持久化模式。
內(nèi)存模式
說起內(nèi)存模式緩存，我們自然就會(huì)想起大名鼎鼎的Memcached。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中，Memcached曾經(jīng)解救了數(shù)據(jù)庫的大部分壓力，做出了巨大的貢獻(xiàn)，直到今天，它依然是緩存服務(wù)器的首選。Memcached的常見使用方式類似下面的代碼：
Memcached提供了相當(dāng)高的讀寫性能，一般情況下，都足夠應(yīng)付應(yīng)用的性能要求。但是基于內(nèi)存的Memcached緩存的總數(shù)據(jù)大小受限于內(nèi)存的大小。
當(dāng)前如日中天、討論得異?；馃岬腘oSQL數(shù)據(jù)庫Redis又為我們提供了功能更加強(qiáng)大的內(nèi)存存儲(chǔ)功能。跟Memcached比，Redis的一個(gè)key的可以存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Strings、Hashes、Lists、Sets、Sorted sets。Redis不但功能強(qiáng)大，而且它的性能完全超越大名鼎鼎的Memcached。Redis支持List、hashes等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能，提供了更加易于使用的api和操作性能，比如對(duì)緩存的list數(shù)據(jù)的修改。
同樣，其他一些NoSQL數(shù)據(jù)庫也提供了內(nèi)存存儲(chǔ)的功能，所以也適合用來做內(nèi)存緩存。比如Tokyo Tyrant就提供了內(nèi)存hash數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存tree數(shù)據(jù)庫功能，內(nèi)存tree數(shù)據(jù)可根據(jù)key的順序進(jìn)行遍歷。你可以通過使用其提供的兼容Memcached協(xié)議或自定義的協(xié)議來使用。
持久化模式
雖然基于內(nèi)存的緩存服務(wù)器具有高性能，低延遲的特點(diǎn)，但是內(nèi)存成本高、內(nèi)存數(shù)據(jù)易失卻不容忽視。幾十GB內(nèi)存的服務(wù)器，在很多公司看來，還比較奢侈。所以，我們應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)，盡量的提高內(nèi)存的利用率，降低成本。
大部分互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特點(diǎn)都是數(shù)據(jù)訪問有熱點(diǎn)，也就是說，只有一部分?jǐn)?shù)據(jù)是被頻繁訪問的。如果全部都cache到內(nèi)存中，無疑是對(duì)內(nèi)存的浪費(fèi)。
這時(shí)，我們可以利用NoSQL來做數(shù)據(jù)的緩存。其實(shí)NoSQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)部也是通過內(nèi)存緩存來提高性能的，通過一些比較好的算法，把熱點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)存cache，非熱點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤以節(jié)省內(nèi)存占用。由于其數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單，從磁盤獲取一次數(shù) 據(jù)也比從數(shù)據(jù)庫一次耗時(shí)的查詢劃算很多。用NoSQL數(shù)據(jù)庫做緩存服務(wù)器不但具有不錯(cuò)的性能。而且還能夠Cache比內(nèi)存大的數(shù)據(jù)。
使用NoSQL來做緩存，由于其不受內(nèi)存大小的限制，我們可以把一些不常訪問、不怎么更新的數(shù)據(jù)也緩存起來。比如論壇、新聞的老數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)列表的靠后的頁面，雖然用戶訪問不多，但是搜索引擎爬蟲會(huì)訪問，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)載上升。
如果NoSQL持久化緩存也使用類似基于內(nèi)存的memcached設(shè)置過期時(shí)間的方式，那么持久化緩存就失去了意義。所以用NoSQL做緩存的過期策略最好不使用時(shí)間過期，而是數(shù)據(jù)是否被更新過，如果數(shù)據(jù)沒有更新，那么就永久不過期。下面我們用代碼(php)演示一種實(shí)現(xiàn)這種策略的方法：
場(chǎng)景：新聞?wù)军c(diǎn)的評(píng)論系統(tǒng)。用戶對(duì)新聞頁面的url進(jìn)行評(píng)論，然后根據(jù)url進(jìn)行查詢展示。
我把上面代碼演示的緩存使用方式稱為基于版本的緩存。這種方式同樣適用于基于內(nèi)存的Memcached。它能實(shí)現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，讓用戶感覺不到延遲。只要用戶一發(fā)表評(píng)論，該新聞的評(píng)論緩存就會(huì)失效。用戶很少去評(píng)論一些過時(shí)的新聞，那么緩存就一直存在于NoSQL中，避免了爬蟲訪問過時(shí)新聞的評(píng)論數(shù)據(jù)而沖擊數(shù)據(jù)庫。
總結(jié)
目前國內(nèi)的新浪微博已經(jīng)在大量的使用Redis緩存數(shù)據(jù)，趕集網(wǎng)也在大量的使用Redis。Redis作為一些List，Hashes等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的緩存，非常適合。
把NoSQL當(dāng)持久化Cache使用的模式，在很多大數(shù)據(jù)量、有熱點(diǎn)、查詢非熱點(diǎn)數(shù)據(jù)比較消耗資源的場(chǎng)景下比較有用。
NoSQL架構(gòu)實(shí)踐總結(jié)
到這里，關(guān)于NoSQL架構(gòu)實(shí)踐的三篇文章就結(jié)束了。NoSQL架構(gòu)并不局限于我介紹的三種模式，他們之間也可以進(jìn)行組合，應(yīng)該根據(jù)你具體的應(yīng)用場(chǎng)景靈活使用。不管是什么模式，都是為了解決我們的問題而出現(xiàn)的，所以在系統(tǒng)架構(gòu)的時(shí)候，要問下自己，我為什么要用NoSQL；在對(duì)NoSQL架構(gòu)模式選型的時(shí)候，要問下自己，我為什么要這么用NoSQL。
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/sunli/archive/2011/03/31/nosql-architecture-practice_3.html
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