[发明专利]面向大规模空间信息的高性能缓存设计方法

权利要求书

1.一种面向大规模空间信息的高性能缓存设计方法，其特征是，所述设计方法包括以下几个方面：

1）数据组织方式：所有的数据都在分布式环境的内存中进行组织和管理；将所有的空间信息以地理要素为单位进行统一组织和管理，在分布式内存中，每个地理要素按照（Key，Value）对的形式进行组织，其中每个Key值，是一个字符串，包含地理要素所在的专题图层名和图层名内唯一的标识，每个Value是一块连续的内存区域，顺次保存了地理要素的属性名和属性值；

2）空间索引方式：将空间分成不同层次、不同区域的空间格网，并使用Geohash算法进行编码；每个空间格网按照地理要素的方式进行存储，称之为格网要素，格网要素的Key值是该空间格网对应的区域经过Geohash编码之后的字符串，格网要素的Value值包含了与该格网相交的地理要素的信息；每一个与该格网要素相交的图层作为该格网要素的一个属性，属性名是图层名称，属性值是图层中在这个格网区域中的要素的Key值的数组；对空间的查询通过哈希映射来实现。

2.如权利要求1所述的高性能缓存设计方法，其特征是，所述设计方法进一步包括：

3）持久化方式：采用基于磁盘顺序访问的全量数据持久化和增量数据持久化相结合的方式进行持久化操作。

3.如权利要求1所述的高性能缓存设计方法，其特征是，所述Key和Value之间经过两步哈希映射，第一步采用分布式哈希算法，从Key映射到节点机器；第二步在第一步映射到的节点机器上，从Key值映射到内存地址。

4.如权利要求1所述的高性能缓存设计方法，其特征是，数据修改时，在被修改的地理要素上加锁，同一时间，只能有一个客户端对要素进行修改。

5.如权利要求3所述的高性能缓存设计方法，其特征是，空间查询时，首先将要查找的区域经过Geohash转换成相交的格网要素的Key值，再将格网要素的Key值经过所述的两步哈希映射到节点机器的内存中，进而找到格网要素的Value值；在格网要素的Value值中通过属性名查找某类别的地理要素的Key值；通过Key值再查找相应的地理要素。

6.如权利要求2所述的高性能缓存设计方法，其特征是，所述持久化方式包括：

3.1）全量数据持久化：每隔一段设定的时间，缓存将内存中全量的数据，顺序地写入硬盘中；

3.2）增量持久化：每两次内存快照中间，保存每条对数据进行修改的请求，以日志的形式，顺序地写入到磁盘中。

7.如权利要求6所述的高性能缓存设计方法，其特征是，所述持久化方式进一步包括：

3.3）缓存重建：当服务故障后，先从硬盘中导入最近一次的内存快照，然后按快照后的日志信息重新模拟请求，来进行缓存重建。