Couchbase介绍,更好的Cache系统

在移动网络时代,大家面对的是更加多的客户端,更低的请求延迟,那本来必要对数码做多量的
Cache 以抓好读写速度。

术语

  • 节点:指集群里的一台服务器。

幸存 Cache 系统的特征

目前业界使用得最多的 Cache 系统重点是 memcached 和 redis。 那两个 Cache
系统都有都有很大的用户群,可以说是比较早熟的缓解方案,也是很多系统本来的抉择。
不过,在采取 memcached 和 redis 进度中,仍旧遇到了好多的问题和局限:

  • Cluster 协理不够。在扩容、负载均衡、高可用等地点存在显然供不应求。
  • 持久化辅助不佳,出现难题后重操旧业的代价大。memcached
    完全不辅助持久化,redis 的持久化会促成系统间歇性的载重很高。

自家期待的卓绝 Cache 系统

良好的 cluster 支持

  • Key 可以动态分散(Auto
    Sharding)在差其他服务器上,可以经过动态增进服务器节点扩大系统容量。
  • 没有单点失效,任何一个单点都不会促成数据不可访问。
  • 读写负载可以均匀分布在系统的不相同节点上。

支撑异步持久化协助

  • 有利快速上涨,甚至足以一贯用作 key/value 数据库。
    常常在跟业界朋友沟通时,会波及用 key
    分段的法子来做容量扩张以及载重均衡。可是用静态的 key
    分段会有不少标题:
  • Cache 系统自己及使用 cache
    的客户端都要求预设一个拨出逻辑,这些逻辑中期借使须要调动将会那么些费劲。无法解决单点失效的题材,还须求卓殊的招数。运维需求更加多的人工加入,避免key 超出现有分区,一旦出现 key 找不到相应服务器,访问直接失利。

最相近需求的连串:Couchbase

依照这么些想法,作者花了几天时间在 google, stack overflow, quora
上看了无数大家关于 cache cluster 的议论,找到一个对比新种类 Couchbase。

图片 1memcached VS couchbase

Couchbase 的集群规划对等网

Couchbase
群集所有点都以对等的,只是在成立群或然投入集群时索要指定一个主节点,一旦结点成功进入集群,所有的结点对等。

图片 2

图形来源:couchbase.com

对等网的独到之处是,集群中的任何节点失效,集群对外提供服务完全不会半途而返,只是集群的容量受影响。
斯玛特 Client

出于 couchbase
是对等网集群,所有的节点都足以同时对客户端提供劳务,那就须求有法子把集群的节点音信揭发给客户端,couchbase
提供了一套机制,客户端可以得到具有节点的动静以及节点的更动,由客户端根据集群的当下情况统计key 所在的职位。 vBucket

vBucket 概念的引入,是 couchbase 完成 auto
sharding,在线动态增减节点的第一基础。

简单来说的表明 vBucket 可以从静态分片起初说起,静态分片的做法一般是用 key
算出一个
hash,拿到相应的服务器,那几个算法很简单,也不难领会。如以下代码所示:

servers = ['server1:11211', 'server2:11211', 'server3:11211']
server_for_key(key) = servers[hash(key) % servers.length]

但也有多少个难点:

  • 借使一台服务器失效,会招致该分片的装有 key 失效。
  • 如若服务器容量分歧,管理尤其辛苦。
  • 面前提到过,运维、配置不行不便利。

为了把 key 跟服务器解耦合,couchbase 引入了 vBucket。可以说 vBucket
代表一个 cache 子集,紧要特色:

  • key hash 对应一个 vBucket,不再直接对应服务器。
  • 集群维护一个大局的 vBucket 与服务器对应表。
  • 面前提到的 smart client 紧要的功能就是一起 vBucket 表。

如以下代码所示:

servers = ['server1:11211', 'server2:11211', 'server3:11211']
vbuckets = [0, 0, 1, 1, 2, 2]
server_for_key(key) = servers[vbuckets[hash(key) % vbuckets.length]]

图片 3

图片源于:http://dustin.sallings.org/2010/06/29/memcached-vbuckets.html

鉴于 vBucket 把 key 跟服务器的静态对应关系解耦合,基于 vBucket
可以兑现部分百般有力有趣的效劳,例如:

  • Replica,以 v巴克et 为单位的基本备份。假如某个节点失效,只须求立异vBucket 映射表,立时启用备份数据。
  • 动态扩容。新增添一个节点后,能够把有些 vBucket
    转移到新节点上,并更新 vBucket 映射表。

vBucket 十分紧要,未来可以独立写一篇小说分享。

总结

  • Couchbase 的对等网设计,smart client
    直接得到整的集群的音信,在客户端落成负载均衡,整个集群没有单点失效,并且完全协助平行扩大。
  • vBucket 的引入,完全落到实处了 auto
    sharding,能够方便灵活的把数量的子集在不一样节点上运动,以贯彻集群动态管理。
  • Couchbase 有一个不胜标准的 web 管理界面,并且辅助通过 RESTful API
    管理,那也是 memcached, redis 不能企及的。
  • 假诺只是做 key/value 的 cache,Couchbase 可以完全代表 memcached。
  • Couchbase 已经被大家在生育环境中大批量采取。

 

至于小编

Tiger

weibo: @Tiger_张虎, 云巴 (yunba.io) 开创者,yunba.io 云后端服务。
JPush 创办人,原CTO。 Oracle VM 创始团队成员。

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