具有单调性与一致性的缓存

《ACM Transactions on Database Systems》：Caching with Monotonicity and Consistency

　　

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我们提出了单调一致缓存（MCC），一种面向需要事务性保证的应用程序的缓存方案。MCC保证类事务请求始终能看到后端数据库的一致视图，并且即使在普通的缓存系统（例如Memcached或Redis）上运行，且这些系统本身并不提供此类保证，通过缓存观察到的写入操作也不会丢失。与传统的缓存不同——传统缓存在离线（批处理）模型下请求已知时，其复杂度在Ptime中是平凡的——我们表明MCC的复杂度范围从Ptime到NP完全问题不等，具体取决于缓存命中违反事务性保证时的版本选择策略。我们通过"过时项"的概念来刻画MCC，并基于此抽象出设计具有竞争力的MCC策略的原则。应用该原则，我们为批处理模型开发了最优和近似MCC策略，其中批处理中的请求是预先已知的。对于在线和半在线模型，我们开发了由机器学习增强的策略，这些策略受益于黑盒机器学习模型来分类过时项，同时在机器学习表现任意差的情况下仍可证明具有竞争力。我们进一步实现了一个可插拔系统，支持所有提出的MCC策略。通过使用基准测试和真实生命轨迹，我们表明MCC策略在HBase之上的Redis上将数据库读取减少了34.9%，并将吞吐量提高了59.1%。

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