作者 | Eaton
导语 | 随着微服务与云的发展,分布式架构的需求变得越来越普遍,传统的 SQL 结构化存储方案已经跟不上脚步,于是 NoSQL 出现了。DCache 作为基于 TARS 的分布式 NoSQL 缓存系统,完美支持 TARS 服务。在前一篇文章中,我们介绍了 DCache 的特性、如何在 TARS 上部署 DCache 并创建一个应用 TestDemo
。本文将继续介绍如何创建和使用 DCache 中的 KV 缓存模块。
系列文章
- DCache 分布式存储系统|DCache 部署与应用创建
- DCache 分布式存储系统|Key-Value 缓存模块的创建与使用
目录
- 简介
- 应用场景
- 创建 KV 缓存模块
- 获取 DCache 接口文件
- 创建缓存服务代理
- 调用缓存模块服务
- 总结
简介
DCache 是一个基于 TARS 框架开发的分布式 NoSQL 存储系统,支持多种数据结构,包括了 key-value
(键值对),k-k-row
(多键值),list
(列表),set
(集合),zset
(有序集合)等,满足多种业务需求。
其中 key-value
是最简单也是最常用的类型,我们只需完成以下步骤即可在服务中使用 key-value
缓存服务
- 创建 KV 缓存模块
- 获取 DCache 接口文件
- 创建缓存服务代理
- 调用缓存模块服务
DCache 中为 KV 提供了插入、替换、删除和批量操作键值等丰富的操作接口,使用上非常方便。本文将基于 TestDemo
介绍如何创建 Key-Value 缓存模块,以及怎么在 TARS 服务中调用该服务来缓存数据。
本文使用的示例可以在 GitHub 仓库 DCacheDemo 中查看。
应用场景
DCache 的 KV 缓存模块为常规 key-value
缓存应用,一个键 key 对应一个值 value。value 一般为字符串类型。适用于结构简单的数据,常用于常规计数,如微博数, 粉丝数等,如下图。
对于一些复杂的结构化数据,比如需要为一个 key 存储多个值,通常有两种实现方式。一种是通过序列化存储实现,将多个字段存储在 value
中,需要处理多个字段并发读写的问题。另一种是通过将 id
和字段作为 key 的方式存储多个键值对实现,比如 Jane_age
存储 Jane 的年龄, Jane_email
存储 Jane 的邮箱,这样 key 中会有大量重复用户 ID。如下图
因此一般会使用其它缓存类型来存储结构化数据,比如 DCache 中的 k-k-row
。该类型我们将在下一篇文章详细介绍。
创建 KV 缓存模块
与 TARS 中应用与服务之间的关系相似,一个 DCache 应用中能够创建多个缓存模块服务。每个缓存模块支持一种缓存数据结构,通过在一个应用中创建多个不同数据结构的缓存模块,能够实现多种数据类型的存储,满足多种需求。本文将介绍如何创建 KV 模块,其他数据类型相关内容将在之后的文章中分享。
首先,在 DCache 页面进入 服务创建 > 创建模块
,选择我们之前创建的应用 TestDemo
,模块名要求以应用名开头,这里我们因为创建的是 KV 模块,我们命名 TestDemoKV
,如下
进入第二步的模块配置,cache 类型
选择 key-value(KVCache)
,填充备注
第三步服务配置,选好服务 IP 节点,并选择一个 MySQL 实例,在前一篇文章中我们已经添加过一个 MySQL 实例。如果需要使用新的 MySQL 服务,选中下方的 MySQL 实例信息
输入实例信息即可。如下,点击 下一步
弹出字段配置窗口,保持默认即可,点击 确定
确认好已配置信息后,点击 安装发布
即可完成发布。
到这里,我们就可以在其它服务中使用该缓存模块来缓存 Key-Value 数据了。
总体来说,创建缓存模块的过程分为三步:模块创建、模块配置和服务配置。模块配置时,大家按需选择缓存类型即可。
获取 DCache 接口文件
我们提到过,DCache 是基于 TARS 开发的,因此使用上和 TARS 服务一样,也是通过 .tars
接口文件来调用对应缓存服务的接口。不同的是,DCache 的接口文件是固定的,我们只需复制 DCache/src/TarsComm
下的 CacheShare.tars, ProxyShare.tars 和 DCache/src/Proxy
下的 Proxy.tars 到自己项目目录下即可。
例如本文 Demo 获取 DCache 接口文件后的项目文件结构如下
DCacheDemo
├── CacheShare.tars
├── ProxyShare.tars
├── Proxy.tars
├── config.conf
├── main.cpp
└── makefile
创建缓存服务代理
当我们创建了一个应用,它会自动创建一个路由服务和代理服务。比如我们之前创建的 TestDemo
,就会自动创建一个路由服务 TestDemoRouterServer
和一个代理服务 TestDemoProxyServer
。TestDemo
下每个缓存模块都是通过代理服务 TestDemoProxyServer
来访问的。
因此,在 TARS 服务或客户端中,我们只需要创建一个该代理服务的代理对象即可调用 TestDemo
下的缓存模块。
例如,我们在 main.cpp
中通过如下代码创建 TestDemoProxyServer
的代理对象 prx
// main.cpp
#include <iostream>
#include <map>
#include "servant/Communicator.h"
#include "servant/ServantProxy.h"
#include "Proxy.h"
using namespace std;
using namespace tars;
// TestDemo 代理服务对象名
static string DCacheTestDemoObj = "DCache.TestDemoProxyServer.ProxyObj";
// 缓存模块名
static string ModuleTestDemoKV = "TestDemoKV";
int main(int argc, char *argv[])
{
CommunicatorPtr comm = new Communicator();
try
{
TC_Config conf;
// 解析配置文件
conf.parseFile("config.conf");
// 加载配置
comm->setProperty(conf);
// 生成代理
auto prx = comm->stringToProxy<DCache::ProxyPrx>(DCacheTestDemoObj);
// TODO: 调用 DCache 缓存服务
}
catch (exception &e)
{
cerr << "error: " << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cerr << "Unknown Error" << endl;
}
}
调用 KV 缓存模块服务
通过 TestDemo
代理服务的代理对象,我们就能够调用 TestDemo
中缓存模块的接口了。本部分将通过简单示例,介绍 key-value
类型缓存模块部分接口的使用。关于其它接口的信息,参见 Proxy 接口指南。
接口调用流程与 TARS 服务接口调用流程一致。如果你还不清楚 TARS 服务的调用方式和流程,可以阅读文章 TARS RPC 通信框架|提供多种远程调用方式。
那么接下来,我们来看看怎么使用 KV 缓存模块。
Key-Value 模块
即键值对模块,这里我们介绍写接口 setKV
和读接口 getKV
,其它操作接口的使用类似。
设置键值对
接口 setKV
能够设置键值对,定义如下
int setKV(const SetKVReq &req)
其中结构 SetKVReq
及其嵌套结构 SSetKeyValue
的定义如下
struct SetKVReq
{
1 require string moduleName; // 模块名
2 require SSetKeyValue data;
};
struct SSetKeyValue
{
1 require string keyItem; // 键
2 require string value; // 值
3 require byte version = 0; // 数据版本,缺省为0
4 require bool dirty = true; // 是否设置为脏数据,缺省为true
5 require int expireTimeSecond = 0; // 过期时间,缺省为0,表示永不过期
};
moduleName
指缓存模块名,通过它来找到具体调用的模块,键值对信息则存储在 data
中。使用时先构造键值对数据,然后构造请求结构体,最后发起调用,如下
void testSetKV(const string &key, const string &value, DCache::ProxyPrx prx)
{
// 构造键值对
DCache::SSetKeyValue setReq;
setReq.keyItem = key;
setReq.value = value;
// 构造请求
DCache::SetKVReq setRsp;
setRsp.moduleName = ModuleTestDemoKV;
setRsp.data = setReq;
prx->setKV(setRsp);
}
获取键值
接口 getKV
能够读取键值,定义如下
int getKV(const GetKVReq &req, GetKVRsp &rsp)
其中请求消息结构 GetKVReq
和返回消息结构 GetKVRsp
的定义如下
struct GetKVReq
{
1 require string moduleName; // 模块名
2 require string keyItem; // 键
3 require string idcSpecified = ""; // idc区域
};
struct GetKVRsp
{
1 require string value; // 值
2 require byte ver; // 数据版本号
3 require int expireTime = 0; // 过期时间
};
使用示例如下
void testGetKV(const string &key, DCache::ProxyPrx prx)
{
// 构建请求
DCache::GetKVReq getReq;
getReq.moduleName = ModuleTestDemoKV;
getReq.keyItem = key;
// 返回数据结构体
DCache::GetKVRsp getRsp;
prx->getKV(getReq, getRsp);
cout << getRsp.value << endl;
}
运行示例
我们来实际运行一下上面的使用示例。完整的使用示例可以在 GitHub 仓库 DCacheDemo 中获取。
我们通过 testKV
测试上节提到的各模块读写接口,如下
void testKV(DCache::ProxyPrx prx)
{
testSetKV("hello", "world", prx);
testGetKV("hello", prx);
}
接着,在 main
函数中执行
int main(int argc, char *argv[])
{
...
auto prx = comm->stringToProxy<DCache::ProxyPrx>(DCacheTestDemoObj);
// 调用 DCache 缓存服务
testKV(prx);
...
}
编译构建并运行示例,结果如下
通过上述 DCache 缓存模块的具体使用流程,我们成功调用了 DCache 的 KV 缓存服务。
KV 缓存模块服务接口
除了设置键值接口 setKV
和读取键值接口 getKV
,DCache 中还提供了丰富的 KV 操作接口,包括插入(insertKV
), 删除(delKV
), 更新(updateKV
) 等,如下
// 根据 key 检测 value 是否存于 hash
int checkKey(CheckKeyReq req, out CheckKeyRsp rsp);
// 根据 key 查询 value
int getKV(GetKVReq req, out GetKVRsp rsp);
// 批量查询
int getKVBatch(GetKVBatchReq req, out GetKVBatchRsp rsp);
// 获取 cache 中所有的 key,不包含落地 DB 的 key
int getAllKeys(GetAllKeysReq req, out GetAllKeysRsp rsp);
// 单条写入
int setKV(SetKVReq req);
// 批量写入
int setKVBatch(SetKVBatchReq req, out SetKVBatchRsp rsp);
// key 不存在则插入一条记录,key 已存在则失败
int insertKV(SetKVReq req);
// 更新记录
int updateKV(UpdateKVReq req, out UpdateKVRsp rsp);
// 删除 key 对应的值,只删除 Cache 的数据,不删 DB 数据
int eraseKV(RemoveKVReq req);
// 批量 erase
int eraseKVBatch(RemoveKVBatchReq req, out RemoveKVBatchRsp rsp);
// 删除 key 对应的值,包括 DB 里的数据
int delKV(RemoveKVReq req);
// 批量删除
int delKVBatch(RemoveKVBatchReq req, out RemoveKVBatchRsp rsp);
接口的使用方式与前面介绍的 setKV
和 getKV
是类似的,关于接口的具体入参和出参结构可以参考 Proxy 接口指南。
总结
本文基于上一篇文章,通过一系列使用示例,介绍了 DCache 中 KV 缓存模块的创建和使用方式。因为 DCache 基于 TARS 开发,缓存服务的使用上基本和 TARS 服务调用无异,开发者能够快速上手。同时 DCache 支持直接连接 DB 进行数据持久化,无需开发者自行实现 DB 连接持久化的相关逻辑,使开发者能够更加专注于业务。
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