CacheServer：针对云数据库的分散式缓存技术

《Proceedings of the ACM on Management of Data》：CacheServer: Disaggregated Caching for Cloud Databases

　　

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云数据库通常会将从云存储中获取的数据缓存到计算节点，并执行亲和调度来保证数据的局部性——即将访问相同数据段的查询调度到相同的节点。虽然这种策略提高了缓存命中率，并有效降低了由于云存储带宽低导致的昂贵数据传输成本，但将缓存与查询执行耦合起来会引发一系列问题。首先，它阻止了其他调度机制利用数据缓存的优势；其次，在负载分布不均的情况下会导致负载不平衡。为了解决这些问题，我们提出了CacheServer系统，该系统将数据缓存与查询执行分离，引入了专门的缓存节点来管理数据缓存。在这种架构下，查询执行节点仅从缓存服务器获取数据。因此，无论云数据库如何调度查询到查询执行节点，它们总能充分利用数据中心内部网络的高带宽，从而在享受数据局部性的同时避免因热数据造成的性能瓶颈。为了使这种架构更有效，我们设计了一种数据预取机制，在查询从缓存服务器请求数据时最大化数据的可用性，通过将从云存储中获取数据与之前查询的执行重叠来进行。此外，CacheServer还设计了一种自动的资源分配算法，在给定资源预算的情况下，自动在缓存节点和查询执行节点之间分配资源以最小化查询延迟。我们在不同调度机制下的各种工作负载上的实验评估表明，与现有技术相比，CacheServer在平均执行时间和尾延迟方面性能提高了2到10倍。

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