微软分布式缓存 AppFabric（Velocity）学习－缓存概念（一）

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一、Velocity是什么

官方地址：http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?id=2517

“Velocity”是适用与所有数据源的一个高速、“scalable in-memory ”的缓存，通过使用该缓存，可以减少不必要的数据源访问请求，极大的提高应用程序的性能。通过使用分布试的缓存应用，可以满足吞吐量不断增长的应用程序请求。“Velocity”分布在高速缓存群集中，不需要大量人为干涉，从而减少了负载均衡的复杂度。后期发布更名为【AppFabric】

二、缓存概念

1.基本概念

1.1 物理概念

“Velocity”是一个由多个可以相互通信，统一的应用程序缓存服务的群集。物理模型的主要组件包括缓存服务器，缓存主机Windows服务，缓存群集，基于PowerShell的缓存管理工具，群集配置存储位置和缓存客户端。

缓存主机（cache host）：

“Velocity”以服务形式运行在一个或多Windows服务上，这些服务即为缓存主服务，运行主缓存服务的主机称作缓存服务器。你仍然可以在安装过“Velocity”的主机上运行其它程序，如：Web服务。但一个主机只能安装一个“Velocity”实例。

缓存服务主机与数据源主机最好是在同一个域下，缓存主机服运行在Network Service账户下，缓存主服务上的各种操作用域下的高速缓存认证凭据。“Velocity”使用权限较低的网络服务帐户，可以有效的减少被恶意攻击造成的损害。

缓存群集(cache cluster )：

缓存群集是指一个或多个缓存主服务的组成的一个环形的、共同存储分发数据的解决方案。将数据存储在内存中，以减少请求数据的响应时间。群集的操作和控制由"cluster management role”管理，它包括以下三点：

1.让缓存群集一直处于运行状态

2.监测缓存群集中的所有缓存主机

3.帮助缓存主机加入缓存群集

群集配置存储区（Cluster Configuration Storage Location）

集群每次启动时，必须从群集配置中的存储位置检索配置信息。下表显示了两种可能的方式

基于PowerShell的管理工具(PowerShell-Based Cache Administration Tool)

缓存客户端（Cache Client）

“Velocity”分布式缓存集群是设计用于应用服务器在企业数据中心，并部署在企业防火墙的内。任何使用服务器上运行的高速缓存的应用程序统称为缓存客户端。

1.2 逻辑模型

逻辑概念上将Velocity分为：(named caches)缓存命名（这个真不知道怎么翻译），（regions）缓存域和（cached objects）缓存对象。

named caches:

是一个通过配置在内存中形成的分布式缓存存储单元。你可以在一个应用程度中配置一个或多个name caches,每个name caches不会受其它配置的影响，这样你可根据程序的需要，配置多个name cache,并且每个name caches使用不同的缓存策略。

如上图所示：name caches跨越分布在每个缓存主机上，如果你不为缓存指定名称，你的数据将被存储在默认的“default”缓存命名下。

所有缓存都有群集配置来定义。使用PowerShell的缓存管理工具来创建或重新配置缓存。某些设置只能第一次创建缓存时配置。例如，您使用New-Cache命令启用高可用性或通知功能。其他设置可以以后改变，但可能需要重新启动整个缓存集群。

regions:

regions是一个逻辑上的缓存存储域（感觉可以理解为一个命名空间吧）。regions是一个可选项，不是通过配置创建的，你必需在代码中用CreateRegion函数创建。可以通过regions查找该region下的所有cache objects。为了提供这种附加的搜索功能，在一个区域内的对象仅限于一个单一的缓存主机。因此，使用该数据的应用程序无法实现分布式缓存的可扩展性优势。相反，如果你不指定一个区域，缓存的对象，否则可以负载平衡​​集群中的所有缓存主机。

caches objects:

从缓存中取出的数据都是System.Object类型，需要通过类型转换得到它的原始类型。当一个对象存在与Caches时，Caches将关联该对象的版本，键，标签等。

1.3 编程概念（Programming ）

当数据不存在于你的客户端缓存中时，需要重新从Caches Host中加载。客户端使用DataCache类来添加客户端cache。

缓存策略（Caching Strategy）

应用程序就设计成在没有缓存存在时仍然可以正常运行，因为缓存并不是绝对持久有效的，它总有失效或不存在的可能性。Velocity的高可用性可以有效的防止群集中的个别主机故障带来的问题，但是如果群集中有太多的主机挂了，那Velocity还是会挂(相当与disk raid吧，坏了个别还可以跑)。

还有许多其他的原因会导致程序找不到缓存：缓存可能已经过期或者被移除，可能已重新启动缓存服务器，缓存主机服务可能已重新启动，或缓存群集可能已被意外重新启动。所以务必确保在没有缓存的情况下，应用程序仍然可以访问到正数据并正常运行。

缓存客户端（Cache Clients）

为了存储在缓存中的数据，可以使用GetCache方法用于返回一个DataCache对象， DataCache对象实例化后的实例被称为缓存客户端。有许多选项可用来配置缓存客户端的行为，编程方式或使用应用程序配置文件，或同时使用这两种方法。

以下代码演示DataCache读写缓存

//Each application has a similar GetCache method call
DataCacheFactory myCacheFactory = new DataCacheFactory();
DataCache catalog = myCacheFactory.GetCache("catalog");

//One cache client saves an object to the catalog named "toy101"
catalog.Put("toy101", new ToyObject("toy101", "Playschool"));

//The same or different cache client retrieves the object
ToyObject toy = (ToyObject)catalog.Get("toy101");

//The same or a different cache client removes the object
catalog.Remove("toy101");

1.4 配置概念（Configuration Model ）

Velocity支持许多缓存配置。配置可分为3个级别：用程序级，缓存主机级，缓存群集级。 Velocity还提供了用于指定和存储的缓存集群和客户端应用程序使用的配置。

应用程序级配置（Application Configuration）

每个Velocity的缓存客户端都必需有缓存客户端配置。可以在代码中指定配置也可以在应用程序的.config文件中配置。如果两种方式同时指定，代码中的配置将覆盖配置文件的配置。

应用程序设置包涵了可以与cache hosts通信的唯一配置，同时需要指定本地缓存配置。

缓存主机配置（Cache Host Configuration）

每个缓存主机通过DistributedCache.exe.config文件配置,DistributedCache.exe.config在安装Velocity时自动创建，该配置是缓存服务运行必需要的，通常情况下你不需要修改该配置。

群集配置（Cluster Configuration）

所有在群集服务中的缓存主机都必需指定与群集通信权限的配置。群集配置指定了cache hosts和named caches的配置。群集服务配置在第一个群集中缓存主机安装时被指定的，之后的缓存主机安装时将自动从此主机同步。

群集配置有两个可用选项。

Storage type	Storage location	Cluster management
SQL Server Compact data file	shared network folder	lead hosts
SQL Server database	SQL Server	SQL Server (default) or lead hosts

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