[发明专利]一种提高分布式缓存的命中率并减少固态硬盘磨损的方法

摘要

本发明公开了一种提高分布式缓存的命中率并减少固态硬盘磨损的方法，结合缓存数据分布特性和固态硬盘特性优化缓存性能并降低成本。它能根据应用场景分配内存缓存区并将SSD划分为连续分布的与内存缓存区等大的Cage，内存缓存区缓存新数据，内存缓存区的数据达到上限时将内存缓存区所有数据写入Cage，擦除内存缓存区进行新的数据缓存。替换算法通过分析内存缓存区中的数据的访问频度分布，设定Cage中替换算法参数，替换算法会根据访问情况对缓存数据的替换优先级进行调整以区分出热门数据。当SSD的空闲空间不足时，替换算法会对Cage进行顺序擦除，擦除Cage时保留热门数据以提高命中率，降低了带宽消耗，顺序的批量擦写能有效降低SSD的写放大。

主权项

一种提高分布式缓存的命中率并减少固态硬盘磨损的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)进行缓存系统初始化，设定内存缓存区大小并分配内存空间，按照内存缓冲区大小将SSD按物理地址顺序且等量地划分为X个Cage，其中所述缓存系统包括内存缓存区和SSD缓存区；(2)缓存系统接收并处理用户访问请求，在缓存系统中查询请求数据是否已缓存，如果请求数据在缓存系统中有副本，则将数据返回给用户；如果缓存系统中没有对应的请求数据，则转步骤(3)；(3)如果请求数据不在缓存系统中，缓存系统需要从数据中心获取请求数据并缓存到缓存系统中；(4)当请求数据在缓存系统中命中时，缓存数据的冷热程度会改变，需要对已缓存的数据优先级队列进行调整；(5)当SSD缓存空间满，没有空闲Cage，需要擦除Cage以保存新数据，并保留要被擦除的Cage中热门数据；(5‑1)确定编号F_[(C+1)％X]的Cage为当前要被擦除的Cage，其中编号F_C的Cage是上一个被擦除的Cage；(5‑2)将F_[(C+1)％X]中队列LRU_1对应的缓存数据暂存到内存缓存区；(5‑3)擦除F_[(C+1)％X]对应的Cage，将内存缓存区中的数据写到编号为F_[(C+1)％X]的Cage；(5‑4)清空内存缓存区，将(5‑2)中内存暂存的数据写入内存缓存区。