MemcachedのCASプロトコル
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Memcachedは1.2.4バージョンでCAS(Check and Set)プロトコルクラスがJava同時のCAS(Compare and Swap)原子操作に追加され、同じitemが複数のスレッドによって変更される過程の同時問題を処理した.
基本原理は非常に簡単で、一言で言えば「バージョン番号」です.格納されたデータ・オブジェクトごとに、バージョン番号が1つ以上あります.次の例から理解できます.
CASを採用しない場合は、次のようなシナリオがあります.
第1ステップAは、データオブジェクトXを取り出す.
第2ステップBは、データオブジェクトXを取り出す.
ステップ3では、BはデータオブジェクトXを修正し、キャッシュに入れる.
ステップ4では、AはデータオブジェクトXを修正し、キャッシュに入れる.
4番目のステップでは、データ書き込みの競合が発生することがわかります.
CASプロトコルを採用すると、次のようなシナリオになります.
第1ステップでは、Aは、データオブジェクトXを取り出し、CAS−ID 1を取得する.
第2のステップでは、Bは、データオブジェクトXを取り出し、CAS−ID 2を取得する.
ステップ3において、Bは、データオブジェクトXを修正し、キャッシュに書き込む前に、キャッシュ空間における当該データのCAS−IDとCAS−ID 2が一致しているかを確認する.その結果「一致」となり、変更後のCAS-ID 2付きXがキャッシュに書き込まれます.
ステップ4では、Aは、データオブジェクトYを修正し、キャッシュに書き込む前に、CAS−ID 1がキャッシュ空間内の当該データのCAS−IDと一致しているか否かを確認する.結果が「不一致」の場合、書き込みは拒否され、ストレージに戻ることに失敗します.
これによりCASプロトコルは「バージョン番号」の考え方を用いて衝突問題を解決した.
***************************************************
プログラム検証:
上記プログラム実行印刷結果:
基本原理は非常に簡単で、一言で言えば「バージョン番号」です.格納されたデータ・オブジェクトごとに、バージョン番号が1つ以上あります.次の例から理解できます.
CASを採用しない場合は、次のようなシナリオがあります.
第1ステップAは、データオブジェクトXを取り出す.
第2ステップBは、データオブジェクトXを取り出す.
ステップ3では、BはデータオブジェクトXを修正し、キャッシュに入れる.
ステップ4では、AはデータオブジェクトXを修正し、キャッシュに入れる.
4番目のステップでは、データ書き込みの競合が発生することがわかります.
CASプロトコルを採用すると、次のようなシナリオになります.
第1ステップでは、Aは、データオブジェクトXを取り出し、CAS−ID 1を取得する.
第2のステップでは、Bは、データオブジェクトXを取り出し、CAS−ID 2を取得する.
ステップ3において、Bは、データオブジェクトXを修正し、キャッシュに書き込む前に、キャッシュ空間における当該データのCAS−IDとCAS−ID 2が一致しているかを確認する.その結果「一致」となり、変更後のCAS-ID 2付きXがキャッシュに書き込まれます.
ステップ4では、Aは、データオブジェクトYを修正し、キャッシュに書き込む前に、CAS−ID 1がキャッシュ空間内の当該データのCAS−IDと一致しているか否かを確認する.結果が「不一致」の場合、書き込みは拒否され、ストレージに戻ることに失敗します.
これによりCASプロトコルは「バージョン番号」の考え方を用いて衝突問題を解決した.
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プログラム検証:
package memcached;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import net.spy.memcached.CASValue;
import net.spy.memcached.MemcachedClient;
/**
* cas
* @author zhaoguoli
* @version V1.0 2012-6-12 5:22:29
*/
public class MemcachedTest2 {
@SuppressWarnings("unchecked")
public static void main(String[] args) throws IOException {
MemcachedClient cache = new MemcachedClient(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 11211));
cache.set("y", 1800, "Love");
CASValue casValue1 = cache.gets("y");
CASValue casValue2 = cache.gets("y");
System.out.print("CAS 1:\t" + casValue1.getCas());
System.out.println("\tValue 1:\t" + casValue1.getValue());
System.out.print("CAS 2:\t" + casValue2.getCas());
System.out.println("\tValue 2:\t" + casValue2.getValue());
cache.cas("y", casValue1.getCas(), "love1");
// , ( casValue3 )
cache.cas("y", casValue2.getCas(), "love2");
CASValue casValue3 = cache.gets("y");
System.out.print("CAS 3:\t" + casValue3.getCas());
System.out.println("\tValue 3:\t" + casValue3.getValue());
}
}
上記プログラム実行印刷結果:
2012-06-12 21:24:09.125 INFO net.spy.memcached.MemcachedConnection: Added {QA sa=/127.0.0.1:11211, #Rops=0, #Wops=0, #iq=0, topRop=null, topWop=null, toWrite=0, interested=0} to connect queue
2012-06-12 21:24:09.131 INFO net.spy.memcached.MemcachedConnection: Connection state changed for sun.nio.ch.SelectionKeyImpl@7fdcde
CAS 1: 11 Value 1: Love
CAS 2: 11 Value 2: Love
CAS 3: 12 Value 3: love1