[发明专利]一种基于访问预测的云应用缓存方法

说明书

发明涉及一种基于访问预测的云应用缓存方法。本发明通过模式图来描述客户访问模式，消除了传统马尔可夫方法引入的无效客户访问行为，分析客户的访问历史获取模式图，基于预测概率函数实现云应用组件缓存替换，提高了动态缓存命中率以及云应用的性能。

技术领域

本发明涉及一种基于访问预测的云应用组件缓存方法，属于软件技术领域。

背景技术

云应用中存在大量的云应用组件，它们提供了客户所需要的服务。每个客户请求到达云应用后，云应用调用相应云应用组件的业务逻辑来生成动态Web内容返回给客户。返回给客户的动态Web内容由云应用组件根据不同的参数取值动态产生，这些动态Web内容与云应用组件相关，同时根据客户请求中包含的请求参数值不同而改变。

缓存技术是提高服务器性能的有效技术，它已经在Web服务器和代理服务器领域得到了成功应用(Li, K., Shen, H., Tajima, K., 2004. Cache Design forTranscoding Proxy Caching. In: Proceedings of IFIP International Conferenceon Network and Parallel Computing (NPC’04), Wuhan, China, pp.187-194)。缓存技术的基本思想是将客户访问过的内容在缓存中存放一个副本，当该内容下次被访问时，直接将缓存中保留的副本返回给客户端，从而减轻服务器负载、降低网络拥塞，减少客户访问延迟。由于云应用返回给客户的内容由云应用组件动态产生，客户的两次访问可能得到不同的Web内容，严格遵循Java EE规范的话，不应该缓存云应用组件产生的动态Web内容，这可能使得客户访问到无效的甚至错误的信息。

然而，云应用中存在大量的“读”云应用组件，它们通常负责后台数据的查询与展示功能，不对原始数据进行修改(Turner, D.A., 2005. Web Page Caching in Java WebApplications. In: Proceedings of International Conference on InformationTechnology Coding and Computing (ITCC'05), Las Vegas, pp. 805 - 808)。这些“读”云应用组件通常被大量客户频繁访问，但是在一定的时间内，只要其参数值保持不变，它为所有客户返回完全一致的应答内容。缓存这些“读”云应用组件的执行结果为多个客户服务能够有效的降低云应用负载，减少云应用组件的执行次数，进而提高云应用的性能。对应于“读“云应用组件，那些对原始数据进行修改的云应用组件称为“写”云应用组件，它们的执行结果不能被缓存，因此这些“写”云应用组件为不可缓存云应用组件。

动态缓存对象由云应用组件及其参数值决定，因此，需要高效的缓存替换算法及时的将失效的缓存对象替换出缓存系统，为新创建的缓存对象腾出存储空间。高效的缓存替换算法能够减少缓存替换发生的次数，提高缓存命中率，从而提高云应用的性能。缓存替换算法仍采用传统的静态服务器领域研究成果，忽略了云应用客户访问行为的连续性特征。对云应用而言，云应用组件对应一定的业务逻辑，这使得客户的访问行为符合一定的访问模式。利用上述访问模式预测客户未来的访问行为，能够更加有效的选择被替换的缓存对象，改进缓存替换算法的设计，并提高缓存机制的效率与云应用的性能。

发明内容

本发明的目的：消除了传统马尔可夫方法引入的无效客户访问行为，提高了动态缓存命中率以及云应用的性能。

本发明的原理：发明涉及一种基于访问预测的云应用缓存方法，通过模式图来描述客户访问模式，分析客户的访问历史获取模式图，基于预测概率函数实现云应用组件缓存替换。

本发明技术解决方案：一种基于访问预测的云应用缓存方法，其特点在于实现步骤如下：

第一步，云应用组件定义。