改进型缓存敏感B+树的研究

在内存数据库中,处理器缓存的失配次数对系统的性能有重要的影响;缓存敏感的索引能减少在做查询操作时产生的缓存失配次数,从而提高系统的性能;传统的设计思路将结点大小等于缓存块大小,认为这样就能使得缓存失配次数减少;但是这样的设计忽略了TLB失配对系统性能的影响;我们提出了一种缓存敏感索引——改进型缓存敏感B＋树（简称MCSB＋树）,它同时兼顾了缓存失配和TLB失配对系统性能的影响。比传统的缓存敏感索引能提供更好的操作性能。     

基于缓存估算模型的代码测试系统性能优化方法

为了解决代码测试系统测试C项目的时间开销较大这一问题,本文提出了一种基于缓存估算模型的性能优化方法。该方法向代码测试系统中引入了缓存技术,并且建立了缓存规模估算模型。不相似的C项目应用该模型计算出的缓存规模是不一样的。使用缓存规模估算模型后,代码测试系统文件缓存的规模能够随着C项目的改变而发生改变,具有动态变化的能力。缓存估算模型已在系统中实现,对4个开源C项目的测试结果表明：该优化方法能有效地提高代码测试系统测试C项目时的时间性能。     

内存数据库交叉属性存储模型的研究

探讨数种在MMDB系统中可以使用的存储模型,并列举出他们各自的不足之处,尤其在MMDB系统要求处理器缓存操作高效率的前提下,这些存储模型的性能缺陷。随后,提出"交叉属性存储模型",该存储模型通过在页面内将相同属性的值分组存放来提高缓存性能,能更好的满足MMDB系统对处理器缓存操作效率的要求,提供更好地存储和操作性能。     

面向云应用的存储缓存子系统

性能是云应用的重要指标,云应用与现有应用在数据存储与管理方式和访问模式等方面存在较大差异,这使得传统的缓存管理算法难以适应云应用的要求。针对云应用的特性,设计了基于影响因子的缓存策略,亦即将元数据和数据缓存分开管理,使用影响因子综合管理影响缓存被再次访问的几率的多种因素,区别创建、打开、读取和修改等操作对缓存再次访问的几率的影响;设计了缓存关联管理策略,即利用元数据和数据之间的关联提高缓存管理的性能;设计了缓存主动调度策略,即通过主动淘汰较低影响因子的缓存项和动态调整元数据与数据缓存的大小来提高缓存子系统的适应能力和性能。最后实现了原型系统,并使用Filebench和Postmark进行了测试和分析,验证了面向云应用缓存子系统原型能提高1%~120%的I/O性能以及2%~87%的操作处理速度。     

一种自适应的数据库缓存模型

缓存可以提高应用系统的性能.但应用系统使用数据的情形是动态变化的,特别当数据更改数量大时,固定缓存会使应用系统的性能急剧下降.为了取得更好的性能,缓存应该根据应用系统的动态变化相应动态改变其数据和大小.缓存中的各类数据的查询、更改的频率是不同的,根据这一特点,提出了一种调整缓存的算法.当应用系统繁忙或负载情况发生重大变化时,则进行缓存调整.算法相对比较简单,容易实现.对各种负载情况进行模拟实验证明,这一自适应的缓存算法比固定缓存具有更好的性能.     

并行虚拟文件系统客户端缓存技术研究与实现

缓存技术是一种提高文件系统性能的关键性技术．在并行文件系统中实现客户端缓存，既能够减轻集群服务器系统的通信负载，又能有效地提高文件系统的性能．对PVFS并行文件系统进行了分析，建立了客户端缓存模型，就客户端缓存实现的一些关键性问题，如一致性、查找、替换等进行了研究，给出了解决方案，并在此基础上实现了一个客户端缓存的原型系统．测试结果表明，加入缓存后，PVFS整体性能有明显的提高．     

一种机群文件系统的缓存模型

提出了一种新的机群文件系统缓存模型，它充分利用机群系统累积的系统资源和高速的互联网络，将文件系统元数据和内容数据分离，分别使用分布式元数据缓存和统一缓存模型进行管理。元数据缓存使用改进的广播一致性协议和LRU替换算法。内容数据统一缓存则将磁盘缓存整个文件和内存缓存文件块相结合组成一个单一映像的多层次分布协作缓存，并使用单拷贝优先LRU和向前传递调度缓存块替换算法以及一种贪心的数据预取方法。实验结果表明，这两种缓存机制结合使用能极大地提高机群文件系统的性能。     

基于顺序检测的双队列缓存替换算法

缓存技术是提高存储性能最有效的技术之一,在存储系统中得到了广泛应用.由于缓存容量有限,替换算法在缓存策略中占据了重要地位.当前,缓存替换算法的研究工作主要集中在如何提高缓存系统命中率,忽略了通过降低缓存失效开销来提高缓存系统性能方面的研究.针对这一问题,本文提出了一种基于顺序检测的双队列缓存替换算法:本算法优先淘汰缓存中的顺序页面,保留随机页面,从而大大减少后续请求对磁盘进行随机访问的次数,能够显著降低缓存系统的失效开销.同时,本算法使用两个队列分别维护新加入页面和待淘汰页面,遵循时间局部性原理,保证了缓存命中率.实验结果表明,本算法在多种缓存大小及工作负载下,可以达到比LRU和ARC算法更优的性能.     

对象存储中基于高斯分布的分层缓存淘汰算法

在分布式存储系统中,引入分层缓存技术是优化系统读写的重要方法。目前分层缓存技术多使用LRU及其改进算法管理缓存空间,该方式虽然一定程度上改善了缓存性能,但有限的缓存命中率也使其成为性能瓶颈。针对此问题,本文研究聚焦于分布式对象存储在云计算场景下的应用特点,设计了一种基于高斯分布的淘汰算法。算法基于高斯分布的形态特征设计淘汰规则,规避了LRU及其改进算法采用频率估计概率的误差影响。通过仿真实验结果表明,在用户访问符合高斯分布时,本文提出的基于高斯分布的分层缓存淘汰算法能有效提高缓存命中率。     

基于日志分析的搜索引擎查询结果缓存研究

缓存是有效减少响应时间和系统负载的关键技术,是搜索引擎系统结构研究的重要领域之一.通过对搜狗搜索引擎在近1个月内约1500万条用户查询日志进行分析和研究,针对查询结果缓存,从查询局部性、缓存策略、缓存容量、工作负载周期性等方面进行分析.分析表明,混合缓存策略以及提高缓存容量相结合的技术能有效提高搜索引擎系统性能.     

基于内存网格的磁盘缓存设计与实现

内存对计算机系统的性能具有重要影响,内存网格能够共享跨域的开放网络环境中的内存资源,以磁盘缓存的形式提高系统性能.为实现缓存对应用的透明性,提出了动态修改操作系统内核的二进制代码.实现文件系统读写流程的截获和重定向;并提出了基于内核线程的异步缓存写入方法.提高写缓存的效率.通过原型系统及实验,说明上述方法既不需要修改鹰用程序、也不需要修改操作系统源代码,并且能充分利用共享的内存资源+提高系统的I/O性能.     

ASP缓存策略探讨

缓存是一项用来提高性能的经典技术,正确地使用缓存,能够优化网站性能、减轻服务器负载、减少客户访问延迟.本文阐述了缓存的定义,利用ASP缓存提高Web性能的重要性以及ASP缓存的分类.重点探讨了利用ASP缓存优化Web性能的策略.     

无线Web访问的缓存和预取机制

缓存和预取在提高无线环境下的Web访问性能方面发挥着重要作用。文章研究针对无线局域网的Web缓存和预取机制,分别基于数据挖掘和信息论提出了采用序列挖掘和延迟更新的预测算法,设计了上下文感知的预取算法和获益驱动的缓存替换机制,上述算法已在Web缓存系统OnceEasyCache中实现。性能评估实验结果表明,上述算法的集成能有效地提高缓存命中率和延迟节省率。     

基于标记的缓存协作分布式Web服务器系统

介绍了提高Web服务器性能的前沿技术--分布式Web服务器系统,讨论了现有各种方案的优缺点,在此基础上提出一种新的分布式Web服务器系统.该系统使用基于标记的缓存协作用户请求分发方法(tag based cache cooperative Web requests distribution,简称TB-CCRD),通过前端机把系统中各个Web服务器的缓存组织成一个大的虚拟缓存系统,提高系统的整体缓存命中率,缩短了请求的响应时间;通过分布式处理TCP连接转交来消除前端机的性能瓶颈;利用标记通告URL在缓存中的位置,避免了额外的系统内部通信.从而得到了一个可扩展的高性能分布式Web服务器系统.     

.NET平台下自适应缓存对象替换算法

缓存是提高Web应用程序性能的一个重要手段..NET平台下提供了数据缓存与页面缓存技术,在已经实现的缓存对象的基础上,设计了一种缓存对象的自适应替换算法.算法使用了基于缓存对象的价值与被访问频率的综合优先级策略,提出了相应的缓存对象被替换规则.算法充分考虑了缓存对象之间的依赖关系对优先级的影响.从对象命中率与系统的整体响应时间两个方面测试了算法的性能,测试表明所提出算法相对于最小价值算法、最少使用频率算法有较大的改进.     

基于混合内存的Apache Spark缓存系统实现与优化

随着大数据时代数据规模的激增,内存计算框架得到了长足发展。主流内存计算框架Apache Spark使用内存来缓存中间结果,大幅度地提升了数据处理速度。同时,具有较快的读写速度和较大容量的非易失性存储器NVM在内存计算领域展现出了巨大的发展前景,使用DRAM和NVM构建Spark混合缓存系统成为一种可行方案。文中提出了一种基于DRAM-NVM混合内存的Spark缓存系统,该系统选择平面混合缓存模型作为设计方案,然后为缓存块管理系统设计了专用的数据结构,并提出了适用于Spark的混合缓存系统整体设计架构。另外,为了将频繁访问的缓存块保存在DRAM缓存中,提出了基于缓存块最小重用代价的混合缓存管理策略。首先从DAG信息中获取RDD的未来重用次数,未来重用次数多的缓存块将被优先保存在DRAM缓存中,并在缓存块迁移时考虑了迁移成本。设计实验表明,DRAM-NVM混合缓存相比原有缓存系统的性能平均提升了53.06%,对于相同的混合内存,所提策略相比默认缓存策略有平均35.09%的提升。同时,使用文中设计的混合系统只需要1/4的DRAM和3/4的NVM作为缓存,就能达到全部DRAM缓存约79%的性能...     

VOD集群代理缓存系统中缓存技术的研究

在VOD集群代理缓存系统中,由于存在多个服务器节点,缓存在其上的合理分布能够极大地提高整个系统的缓存利用率,进而提高系统的整体性能,这就是缓存配置问题.现有缓存技术中动态缓存配置(DCR)算法中,部分影片缓存不充分,浪费了一部分缓存空间.针对该问题,提出了一种改进算法.算法以提高系统的缓存利用率并进而提高缓存命中率为目标,在放置过程中,对需要缓存的影片数据都进行充分放置.仿真实验表明,改进后的算法有较高的缓存命中率,因而,改进算法使缓存系统有更好的整体性能.     

面向存储服务的分布式缓存系统研究

针对分布式环境下高频率异地数据访问造成的系统性能下降的问题,对SBM模型进行改进,提出分布式缓存系统D-Cache,给出基于最优价值度的缓存文件替换算法——OCV。数字模拟实验结果证明,与DartCache系统相比,D-Cache系统能更有效地减少系统访问延迟,增加吞吐量,提高分布式环境下系统的性能。     

XML数据库的安全查询处理

当今XML数据库查询系统必须处理快速增长的数据量和大量的用户,如果使用细粒度级别的访问控制保护敏感XML数据,则查询效率会较低,因为当用户视图需要计算得出时,很难对XML文档的每个节点实施访问控制。提出一个安全的XML查询方案,它使用缓存存储查询结果和安全信息。用户查询重写为安全的系统查询,依据缓存是否命中,决定在缓存还是源XML文档上执行得到查询结果;提出一个新的缓存替换策略LSL,它基于安全级别对缓存更新。实验结果表明,该方案能显著地改进查询系统性能。     

连续数据记录中的缓存策略

数据采集系统中提高连续数据传输率是提高系统性能的主要任务之一。本文介绍了在提高连续数据传输率的过程中使用缓存作为速度匹配单元的方法。讨论了先入先出存储器（FIFO）、双端口存储器、双页缓存器这几种常见缓存作为速度匹配单元适用的场合,以及在设计过程中应该注意的问题。