云服务器怎么安装linux系统下载
简介： 缓存是架构设计中的常用概念，本文基于Go实现了一个简单的缓存组件，支持最基本的缓存操作。
简介
概念
缓存是计算机科学中的一个重要概念。设想某个组件需要访问外部资源，它向外部源请求资源，接收并使用资源，这些步骤都需要花费时间。当组件再次需要资源时，可以再次请求资源，但这种方式从时间上考虑是比较低效的。相反，组件可以将请求结果保存在本地某处，然后再次使用，使用本地数据总是比请求外部数据要快，这一策略就是缓存的基本概念。我们可以在内存、CPU缓存和服务器缓存(如Redis)中找到这些例子。
不同用例
Web服务中的缓存用于减少数据请求的延迟。Web服务保存第一次查询的执行结果，然后在需要的时候再次使用，而不用再次访问数据库。取决于数据的特性，缓存有不同情况，可以有相对静态的数据，如统计数据、计算结果，也有可能是经常变化的数据，如评论区或SNS。
最好的情况是缓存那些很少变化的数据。以月度统计数据为例，上个月的数据将不会变化，如果对它进行缓存，可能就不需要查询数据库获取上个月的数据了。
对于快速变化的数据，在存在多个服务器时最好谨慎些。看看上面的设计，以评论区服务为例，考虑如下场景，用户A发表了一些评论，然后A决定删除评论，用户B尝试回复评论。在某些情况下，A和B向不同的服务器发送请求。A的删除操作可能不会传播到B的服务器缓存。结果会是这样: 缓存A和缓存B有不同的数据，数据库不知道哪个才是真实的，数据的完整性被破坏了。
在这种情况下，可以使用单一外部缓存(如上图所示)，多个服务器只访问统一的缓存。
限制条件
缓存比数据库要快，但在大小上要小得多。这是因为数据库将数据存储在驱动器中，缓存将数据存储在内存中。它们遵循各自相同的特征，同样也有不同的特点，如果主机停止工作，缓存的所有数据都会丢失，但数据库的数据不会丢失。
由于缓存位于内存中，空间是有限的，需要选择缓存哪些数据。在CS课上，我们会听到LRU(Least Recently Used，最近最少使用)，LFU(Least Frequently Used，最不常用)和FIFO(First In First Out，先入先出)这样的词，这些是"选择哪一个"的标准，被称为驱逐策略(eviction policy)。
设计&实现
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需求
云服务器干什么用的
键值存储(Key-Value Storage): 缓存既要有输入键、输出值的读功能，也要有输入键、值的写功能。这些函数应该在平均O(logN)时间内完成，其中N是键的数量。LRU驱逐策略: 由于缓存空间有限，如果缓存满了，一些数据应该被清除，选择用LRU算法实现。TTL (Time To Live): 每个键值都有生存时间，如果TTL到期，该键值应该被驱逐。API设计
键值存储的意思是，如果请求键，缓存会返回那些存在的键的值，类似于hash-map抽象数据类型，以提供以下API概念的应用程序为例:
funcGet(keystring)(hitbool, value []byte)funcPut(keystring, value []byte)(hitbool)Get: 通过键读取值的API。如果所提供的键在缓存中存在，则返回等效值。如果不存在，则返回hit=false。对于LRU策略，键将被标记为最近被使用，从而使该键不会被驱逐。Put: 通过键写入值的API。如果所提供的键存在，则value将被替换为新值。如果不存在，将创建新的键值存储。因为该函数可以添加数据，其执行可能会导致溢出。在这种情况下，根据LRU策略，最近最少使用的键值将被清除。新添加/修改的键将被标记为最近使用的键。数据结构
我们使用两种不同的数据结构: hash-map和双向链表，实现键值读写和LRU策略的特性。
Hash-map: Hash-map是使用最广泛的键值数据结构，在Go中是现成的数据类型，可以通过map[]定义。双向链表: LRU缓存可以通过双向链表实现。基于这两种数据结构可以同时提供键值特性和LRU策略。参考以上设计概念图，hash-map的键将是字符串键，值是指向链表节点的指针，节点将保存键的值。
如果用户调用Get()，缓存应用程序将在hash-map中搜索键，跟随指针到达链表中的一个节点，获取值，完成LRU策略，并将值返回给用户。
类似的，如果调用Put()，会在hash-map中搜索键，跟踪指针并替换值，完成LRU策略，或者向hash-map中插入新键，并向链表中插入新节点。
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