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ORM中间层基于缓存的性能与可靠性保证技术研究

作　者: 周红静
导　师: 杨金民；王斌
学　校: 湖南大学
专　业: 软件工程
关键词: 对象关系映射 语义缓存 语义相似性 粒度
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
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内容摘要


对象关系映射(Object Relational Mapping, ORM)是一种能完成对象模型和关系模型转换的技术,通过该技术一方面可以实现数据源中的关系数据进入对象领域,以对象的面貌出现,供上层应用使用;另一方面是实现对象的持久化,也就是程序设计环境中对象的存储和重构。ORM技术的使用很大程度上简化了程序的编写工作,提高了系统的可维护性、可扩展性和可重用性。基于ORM技术当前应用的现状和需求,从优化系统结构角度出发,本文提出了采用缓存技术来提升系统性能和可靠性的研究思路。本文通过对各缓存技术综合比较,选用了在ORM中间层使用存储粒度灵活、能充分利用存储空间、具有自推理能力的语义缓存技术。首先通过对缓存替换策略的研究,形式化地描述了语义缓存,定义语义相似性的度量尺度,提出并实现了基于语义相似性的查询替换策略。该策略通过分析缓存项与查询项在关系、条件及查询属性三个方面的相关性,然后结合数据访问频率将相似性最小的缓存项予以淘汰。由于是基于查询序列的先后关系,有选择性的保留与查询具有继承、关联等关系的缓存项,因而能够得到更高的查询命中率及更短的查询响应时间。在通过缓存提升系统性能的基础上,为保证系统的可靠性,设计并实现了一种由中间层发起的粒度自适应一致性维护策略。该策略结合语义缓存特点,首先通过合并语义缓存项尽量减少缓存项的数目和数据冗余,并根据数据更新频率的大小,将基本不变的数据部分采用TTL策略思想,而经常改变的数据则采用按需请求方式来分别进行一致性维护,缓存中更新数据的粒度会随着需求的变化而变化,同时在数据库数据更新的前提下,保持缓存数据与其一致。该策略能有效减少网络数据传输的开销,降低网络负载,并保证数据的有效性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 对象关系映射技术由来及研究概况  9-14
  1.2 课题研究的背景、目的及意义  14-15
  1.3 论文的主要研究方向及组织  15-17
    1.3.1 论文的主要研究方向  15-16
    1.3.2 论文的组织  16-17
第2章 缓存技术综述  17-28
  2.1 缓存技术的发展  17-20
    2.1.1 页缓存  17-18
    2.1.2 元组缓存  18-19
    2.1.3 语义缓存  19-20
  2.2 缓存技术的应用模式  20-26
    2.2.1 客户端数据缓存机制  20-21
    2.2.2 集中式数据缓存机制  21-23
    2.2.3 分布式数据缓存机制  23-24
    2.2.4 中间层数据缓存机制  24-26
  2.3 缓存中的关键技术  26-27
    2.3.1 缓存的替换管理  26
    2.3.2 缓存的一致性维护  26-27
  2.4 小结  27-28
第3章 ORM 中基于语义缓存的查询机制  28-44
  3.1 语义缓存的定义  28
  3.2 对象关系映射中语义缓存的组织  28-29
  3.3 对象关系映射中基于语义缓存的查询处理  29-37
    3.3.1 查询与缓存的匹配  29-30
    3.3.2 查询的裁剪  30-31
    3.3.3 查询替换策略  31-32
    3.3.4 基于语义相似性的查询缓存替换策略  32-37
  3.4 替换策略性能测试  37-42
    3.4.1 测试硬件环境介绍  37
    3.4.2 测试软件环境介绍与配置  37-41
    3.4.3 命中率与平均响应时间测试  41-42
    3.4.4 结果分析  42
  3.5 小结  42-44
第4章 ORM 中基于语义缓存的数据一致性维护机制  44-55
  4.1 一致性概念  44-45
  4.2 一致性维护策略的多样性  45-47
    4.2.1 客户端轮询策略  45
    4.2.2 定期作废策略  45-46
    4.2.3 回调策略  46
    4.2.4 按需请求策略  46
    4.2.5 定期传送更新策略  46-47
  4.3 基于ORM 的粒度自适应一致性维护策略  47-52
    4.3.1 基本思想  49-50
    4.3.2 粒度自适用一致性维护策略描述  50-52
  4.4 一致性维护对比测试  52-54
    4.4.1 平均响应时间与平均数据量测试  52-53
    4.4.2 结果分析  53-54
  4.5 小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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