Stratégies de mise en œuvre et solutions aux problèmes courants pour la mise en cache dans Golang.

Avec le développement continu et l'application généralisée de la technologie Internet, la quantité de données et la fréquence d'accès aux données augmentent de façon exponentielle. Cela rend les performances des systèmes d'application accédant aux bases de données et aux services réseau un goulot d'étranglement, provoquant des problèmes. Par conséquent, la mise en cache est largement utilisée dans le développement d’applications en tant que technologie permettant d’améliorer les performances des applications. Golang est un langage de développement d'applications efficace et la stratégie de mise en cache est également l'une des méthodes d'optimisation importantes de Golang. Cet article présentera les stratégies de mise en œuvre et les méthodes courantes de résolution de problèmes de mise en cache dans Golang.

1. Types de mise en cache dans Golang

1. Cache mémoire

Le cache mémoire fait référence à la mise en cache des données dans la mémoire de l'application pour réduire l'accès au disque dur et à d'autres sources de données externes. La vitesse d'accès au cache mémoire est très rapide et les données sont lues rapidement. Les caches mémoire les plus courants dans Golang incluent : map et sync.Map.

Map est une structure de données très basique qui permet des opérations rapides de recherche, d'ajout et de suppression. Étant donné que la carte n'est pas thread-safe, des verrous doivent être utilisés pour garantir la sécurité des threads lors de l'accès par plusieurs threads.

sync.Map est une structure de carte thread-safe nouvellement introduite dans la version 1.9 de Golang. Elle fournit des méthodes telles que Store, Load et Delete pour les opérations de données.

2. Redis Cache

Redis est un référentiel de données en mémoire open source qui prend en charge la persistance, le clustering et les scripts Lua. Redis a d'excellentes performances, prend en charge l'accès à haut débit et empêche la perte de données, et constitue une base de données très adaptée comme cache. Dans Golang, nous pouvons implémenter les opérations de cache Redis en utilisant la bibliothèque tierce github.com/go-redis/redis.

3. Memcached Cache

Memcached est un système de mise en cache d'objets en mémoire hautes performances populaire qui réduit l'accès aux bases de données principales en stockant les paires clé/valeur en mémoire. Dans les applications Web à haute concurrence, Memcached peut améliorer efficacement les performances des applications. Dans Golang, nous pouvons également utiliser la bibliothèque tierce github.com/bradfitz/gomemcache pour implémenter les opérations de cache Memcached.

2. Stratégie de mise en œuvre du cache

1. Stratégie de mise à jour du cache

La mise à jour du cache signifie que lorsque les données changent, les données du cache doivent être mises à jour à temps. Afin d'obtenir l'immédiateté de la mise en cache, nous pouvons adopter les stratégies suivantes :

1) Stratégie de mise à jour invalide

Une mise à jour invalide signifie qu'après les modifications des données, la valeur dans le cache sera immédiatement supprimée et la valeur sera supprimée à partir de la source de données lors de la prochaine requête. Obtenez la nouvelle valeur de et mettez à nouveau en cache la nouvelle valeur en mémoire.

2) Stratégie de mise à jour retardée

La mise à jour retardée signifie qu'après la modification des données, la valeur dans le cache n'est pas supprimée directement, mais attend un certain temps avant de la supprimer, pour garantir que l'utilisateur accède au cache pendant cette période. données, en évitant un accès fréquent à la base de données.

3) Stratégie de mise à jour asynchrone

La mise à jour asynchrone signifie qu'après les modifications des données, la valeur dans le cache n'est pas directement supprimée, mais les données modifiées sont placées dans une file d'attente de messages et une tâche asynchrone dédiée est responsable de la mise à jour du cache . Et mettez à nouveau en cache la nouvelle valeur en mémoire.

2. Stratégie de recyclage du cache

La taille du cache continuera d'augmenter avec le temps, une certaine stratégie de recyclage doit donc être définie pour éviter l'épuisement de la mémoire. Dans Golang, nous pouvons utiliser les stratégies suivantes pour recycler la mémoire :

1) Stratégie de nettoyage programmé

Le nettoyage programmé fait référence à l'effacement régulier des données expirées ou des données marquées comme invalides dans le cache à un certain intervalle de temps. libérer de la mémoire dans le cache.

2) Stratégie de nettoyage par fréquence d'accès

Le nettoyage par fréquence d'accès signifie que lorsque la capacité du cache atteint une certaine valeur, certaines données seront sélectionnées pour être éliminées en fonction de la fréquence d'utilisation des données afin de libérer de l'espace mémoire dans le cache.

3. Solutions aux problèmes de cache courants

Dans l'utilisation du cache, les problèmes courants incluent l'avalanche de cache, la pénétration du cache et les écritures simultanées dans le cache. Ci-dessous, nous expliquerons comment résoudre ces problèmes.

1. Avalanche de cache

L'avalanche de cache signifie que pendant une certaine période de temps, la plupart des données dans le cache deviennent invalides, ce qui fait que toutes les demandes de données accèdent uniquement à la source de données, exerçant ainsi une pression sur la source de données. Les avalanches de cache se produisent généralement lors des redémarrages du serveur, de l'expansion de la capacité, des partitions réseau et d'autres urgences.

Pour résoudre le problème d'avalanche de cache, vous pouvez adopter les stratégies suivantes :

1) Définir le caractère aléatoire du délai d'expiration du cache

Lors de la définition du délai d'expiration du cache, vous pouvez envisager d'ajouter un intervalle de temps aléatoire au délai d'expiration d'origine. . pour éviter l'invalidation centralisée de tous les caches.

2) Utilisez les données de point d'accès pour préchauffer

Lorsque le système démarre, vous pouvez préchauffer certaines données de point d'accès dans le cache à l'avance pour éviter la pression causée par les urgences.

2. Pénétration du cache

La pénétration du cache signifie que les données demandées n'existent pas dans la source de données, ce qui entraîne l'échec du cache et un grand nombre de requêtes invalides accéderont directement à la source de données, affectant ainsi les performances du système. La pénétration du cache est souvent provoquée par un attaquant qui demande délibérément des données qui n'existent pas.

Pour résoudre le problème de pénétration du cache, vous pouvez adopter les stratégies suivantes :

1) Utilisez le filtre Bloom

Avant de mettre en cache la requête, utilisez le filtre Bloom pour vérifier la validité des données demandées, puis accédez au cache ou aux données source.

2) Optimiser la source de données

Distinguer les données qui n'atteignent pas le cache des requêtes légitimes. Il se peut que la source de données limite le nombre d'accès. L'architecture de la source de données peut être optimisée pour améliorer les performances du système.

3. Écriture simultanée dans le cache

L'écriture simultanée dans le cache fait référence à la situation dans laquelle plusieurs threads accèdent à la même zone de cache en même temps, ce qui entraîne des erreurs de données. Dans Golang, nous pouvons utiliser les stratégies suivantes pour résoudre le problème de concurrence du cache :

1) Mécanisme de verrouillage

Lors de l'écriture dans le cache, un mécanisme de verrouillage peut être utilisé pour assurer la sécurité des accès simultanés.

2) Utilisez le mode singleton

pour instancier le cache en singleton et accédez uniquement à la même instance dans plusieurs threads pour éviter que plusieurs instances n'existent en même temps, ce qui entraînerait une désynchronisation.

Résumé :

La mise en cache est un moyen important d'améliorer les performances des applications, et il existe de nombreuses excellentes méthodes et stratégies de mise en œuvre du cache dans Golang. Lorsque vous utilisez le cache, vous devez prêter attention aux solutions à certains problèmes courants afin de garantir la stabilité et la fiabilité du système de cache.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!