Memcached集群,客户端自动hash到不同服务器的实现
发布日期:2021-09-18 01:36:49 浏览次数:5 分类:技术文章

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最近项目需要,要求做一个远程服务中心,为各客户端提供远程存取接口,压力基本上是每个客户端平均每秒300次请求,估计大约有10个客户端。 我考虑实现的方案是: 客户端写数据时直接写到本地ehcache缓存,然后同时发送数据到memcached缓存,最后通过远程服务接口定时同步数据到后台数据库。 客户端读数据首先从本地ehcache查找,然后再从memcached获取,最后通过远程数据接口查找数据 那么,此方案的一些需要考虑的问题就是: 1.memcached是否可以支撑这么大的压力 2.memcahced繁忙或down掉是否会影响client端线程阻塞或堆积到下一秒,造成压力 之前也通过测过Java client的效率,开10个线程,基本可以达到 2000~3000每秒。 首先分析一下Java client 启动时的部分代码 Memcached 支持直接设置多个servers属性 来实现多个memcahced均衡,对应还有一个属性是weights,字面意思就是权重,分析了一下代码,和我想的是一样的 启动memcached的代码通常是这样的

Java代码
SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance(poolname);   
pool.setServers(servers);   
pool.setWeights(weights);   
pool.setInitConn(initConn);   
pool.setMinConn(minConn);   
pool.setMaxConn(maxConn);   
pool.setMaxIdle(maxIdle);   
pool.setMaxBusyTime(maxBusyTime);   
pool.setMaintSleep(maintSleep);   
pool.setSocketTO(socketTO);   
pool.setSocketConnectTO(socketConnectTO);   
pool.setNagle(nagle);   
pool.setHashingAlg(SockIOPool.NEW_COMPAT_HASH);   
pool.initialize();   
MemCachedClient client = new MemCachedClient(poolname);  
SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance(poolname);
pool.setServers(servers);
pool.setWeights(weights);
pool.setInitConn(initConn);
pool.setMinConn(minConn);
pool.setMaxConn(maxConn);
pool.setMaxIdle(maxIdle);
pool.setMaxBusyTime(maxBusyTime);
pool.setMaintSleep(maintSleep);
pool.setSocketTO(socketTO);
pool.setSocketConnectTO(socketConnectTO);
pool.setNagle(nagle);
pool.setHashingAlg(SockIOPool.NEW_COMPAT_HASH);
pool.initialize();
MemCachedClient client = new MemCachedClient(poolname);servers 和 weights 都是一个数组,就是说可以同时设置多个server 然后看一下 pool.initialize() 做了什么
Java代码
availPool   = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );   
busyPool    = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );   
deadPool    = new IdentityHashMap<SockIO,Integer>();   
hostDeadDur = new HashMap<String,Long>();   
hostDead    = new HashMap<String,Date>();   
maxCreate   = (poolMultiplier > minConn) ? minConn : minConn / poolMultiplier;   // only create up to maxCreate connections at once   
if ( log.isDebugEnabled() ) {   
    log.debug( "++++ initializing pool with following settings:" );   
    log.debug( "++++ initial size: " + initConn );   
    log.debug( "++++ min spare   : " + minConn );   
    log.debug( "++++ max spare   : " + maxConn );   
}   
// if servers is not set, or it empty, then   
// throw a runtime exception   
if ( servers == null || servers.length <= 0 ) {   
    log.error( "++++ trying to initialize with no servers" );   
    throw new IllegalStateException( "++++ trying to initialize with no servers" );   
}   
    // initalize our internal hashing structures   
        if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )   
        populateConsistentBuckets();   
    else  
            populateBuckets();  
availPool   = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );
busyPool    = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );
deadPool    = new IdentityHashMap<SockIO,Integer>();
hostDeadDur = new HashMap<String,Long>();
hostDead    = new HashMap<String,Date>();
maxCreate   = (poolMultiplier > minConn) ? minConn : minConn / poolMultiplier; // only create up to maxCreate connections at once
if ( log.isDebugEnabled() ) {
 log.debug( "++++ initializing pool with following settings:" );
 log.debug( "++++ initial size: " + initConn );
 log.debug( "++++ min spare   : " + minConn );
 log.debug( "++++ max spare   : " + maxConn );
}
// if servers is not set, or it empty, then
// throw a runtime exception
if ( servers == null || servers.length <= 0 ) {
 log.error( "++++ trying to initialize with no servers" );
 throw new IllegalStateException( "++++ trying to initialize with no servers" );
}
 // initalize our internal hashing structures
        if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )
  populateConsistentBuckets();
 else
         populateBuckets();
看到这里就是开辟一些连接池的空间,然后调用了根据我们选择的hash 算法 执行populateBuckets();或者populateConsistentBuckets(); hash算法共有4种
Java代码
// native String.hashCode();   
public static final int NATIVE_HASH     = 0;       
// original compatibility hashing algorithm (works with other clients)   
public static final int OLD_COMPAT_HASH = 1;   
// new CRC32 based compatibility hashing algorithm (works with other clients)      
public static final int NEW_COMPAT_HASH = 2;   
// MD5 Based -- Stops thrashing when a server added or removed   
public static final int CONSISTENT_HASH = 3;          
// native String.hashCode();
public static final int NATIVE_HASH     = 0; 
// original compatibility hashing algorithm (works with other clients)
public static final int OLD_COMPAT_HASH = 1;
// new CRC32 based compatibility hashing algorithm (works with other clients) 
public static final int NEW_COMPAT_HASH = 2;
// MD5 Based -- Stops thrashing when a server added or removed
public static final int CONSISTENT_HASH = 3;  我们通常用的是 NEW_COMPAT_HASH,这个保证可以wokrs with other clients 所以看一下populateBuckets()做了什么
Java代码
this.buckets = new ArrayList<String>();   
for ( int i = 0; i < servers.length; i++ ) {   
  if ( this.weights != null && this.weights.length > i ) {   
     for ( int k = 0; k < this.weights[i].intValue(); k++ ) {   
     this.buckets.add( servers[i] );   
     if ( log.isDebugEnabled() )   
        log.debug( "++++ added " + servers[i] + " to server bucket" );   
     }   
  }   
  else {   
     this.buckets.add( servers[i] );   
  }   
     // create initial connections   
  for ( int j = 0; j < initConn; j++ ) {   
          SockIO socket = createSocket( servers[i] );   
      if ( socket == null ) {   
        break;   
          }   
          addSocketToPool( availPool, servers[i], socket );   
  }   
}  
this.buckets = new ArrayList<String>();
for ( int i = 0; i < servers.length; i++ ) {
  if ( this.weights != null && this.weights.length > i ) {
     for ( int k = 0; k < this.weights[i].intValue(); k++ ) {
  this.buckets.add( servers[i] );
  if ( log.isDebugEnabled() )
     log.debug( "++++ added " + servers[i] + " to server bucket" );
     }
  }
  else {
     this.buckets.add( servers[i] );
  }
     // create initial connections
  for ( int j = 0; j < initConn; j++ ) {
          SockIO socket = createSocket( servers[i] );
   if ( socket == null ) {
  break;
          }
          addSocketToPool( availPool, servers[i], socket );
  }
}假如我们设置的servers是 192.168.0.1:44444和192.168.0.2:22222 然后我们设置了weights是 5和3 那么 buckets list的值最终会是 [ 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.2:22222, 192.168.0.2:22222. 192.168.0.2:22222. ] 然后就开始根据initCon初始连接数按servers分别创建socket 那么究竟这个buckets做什么用呢? 在我们使用set存放对象时会调用
Java代码
SockIOPool.SockIO sock = pool.getSock( key, hashCode );  
SockIOPool.SockIO sock = pool.getSock( key, hashCode );看一看pool.getSock的代码
Java代码
// get initial bucket   
long bucket = getBucket( key, hashCode );   
String server = ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )   
        ? consistentBuckets.get( bucket )   
        : buckets.get( (int)bucket );  
// get initial bucket
long bucket = getBucket( key, hashCode );
String server = ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )
  ? consistentBuckets.get( bucket )
  : buckets.get( (int)bucket );其中有段代码是这样的,看看getBucket
Java代码
private long getBucket( String key, Integer hashCode ) {   
    long hc = getHash( key, hashCode );   
    if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH ) {   
        return findPointFor( hc );   
    }   
    else {   
         long bucket = hc % buckets.size();   
        if ( bucket < 0 ) bucket *= -1;   
            return bucket;   
    }   
}  
private long getBucket( String key, Integer hashCode ) {
 long hc = getHash( key, hashCode );
 if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH ) {
  return findPointFor( hc );
 }
 else {
      long bucket = hc % buckets.size();
  if ( bucket < 0 ) bucket *= -1;
   return bucket;
 }
}先不管key和hashCode,我们看到首先算出一个hc值后会直接做hc%buckets.size()实际上就是根据buckets的数量散列,最终值一定是buckets.size()范围里的一个值 然后最终server值就根据buckets.get( (int)bucket )得到,那么假如我们得到bucket是3,则参照上面buckets 里的值,得到 list.get(3)=192.168.0.1:44444 所以会根据weight设置的值的不同得到不同的server ,如果 weights设置10:1 那buckets里就是10个相同的server和另一个不同的,将来散列得到的server很大可能性是servers里设置的第一个server。

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