[发明专利]移动透明计算系统服务器端多用户访问的镜像缓存方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动透明计算系统服务器端多用户访问的镜像缓存方法。

背景技术

随着可穿戴设备和移动终端的快速发展，各种不同的移动操作系统（比如iOS,Andriod,Window phone 等）相继出现并在市场中竞相存在。人们在移动设备上存储的数据和安装的应用也越来越多，这就对其存储能力要求越来越高，增加了管理开销，影响了用户体验性。对于用户来说，其只需要随时通过终端设备获得各种所需的服务，而不需考虑设备的操作系统、硬件配置和网络连接方式等底层的信息。透明计算正是这样一种计算模式，即一种用户无需感知计算机操作系统、中间件、应用程序和通信网络的具体所在，只需根据自己的需求，通过网络从所使用的各种终端设备（包括固定、移动、以及家庭中的各类终端设备）中选择并使用相应服务（例如计算、电话、电视、上网和娱乐等）的计算模式。

透明计算系统的特征主要有如下几点：

（1）存储与计算分离。透明计算系统分为客户端与服务器两个部分，其中用户使用的客户端无需安装任何系统软件，所有软件资源均统一存储在服务器内。当用户访问透明计算服务器时，按需加载软件资源，并在本地执行与计算。

（2）跨终端、跨操作系统平台的支持。用户能够在任何终端上访问透明计算服务器获得所需的服务，并根据需要选择操作系统平台。对于终端设备来说，使用之前不需要或尽量减少对客户端的安装和配置，以提高用户体验性。

（3）客户端与服务器之间采用流块式传输指令和数据。客户端在远程加载操作系统时，不需要将整个操作系统下载到本地运行，而是将服务器存储的数据划分为大小相同的数据块，客户端仅下载所需部分的数据块，所有数据块以数据流的形式传输。

随着移动终端的多样化及普及，移动透明计算作为透明计算的一个分支，逐渐成为研究的热点。而当同时访问透明计算服务器的用户数过多时，所有客户端不断向服务器请求所需的软件资源数据块，此时服务器的磁盘I/O将成为系统的主要瓶颈之一，造成明显的性能下降。

当今分布式系统已经融入各行各业，人们对分布式系统下的处理及传输能力要求越来越高。透明计算实现计算与存储分离，将系统和用户数据存放在分布式服务端上，动态从远程加载并执行。针对目前移动透明计算的研究现状，存在以下几个缺点：

（1）客户端在访问远程透明服务器所存放的系统镜像时，需要发出大量的IO请求，特别是在系统开始启动的时候。

（2）多客户端访问透明服务器时，每次都需要从原始镜像中读取所请求的数据，用户使用过程中，镜像文件越来越大，在服务多客户端的情况下，存在大量重复的请求，造成系统资源浪费和效率低下。

（3）由于无线加载受到带宽的限制，当移动终端加载数据资源，比如操作系统时，往往需要很长的时间，这就造成了网络的传输延时，使得用户体验性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种移动透明计算系统服务器端多用户访问的镜像缓存方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种移动透明计算系统服务器端多用户访问的镜像缓存方法，包括以下步骤：

1）设计缓存数据块的存储信息，所述存储信息包括标识区FLAG，信息区FI和数据区DATA；所述标识区FLAG用于存放代表缓存数据块的关键字；信息区FI用于存放缓存数据块的基本信息；数据区DATA用于存放所缓存的实际数据，并在客户端发起IO请求时，返回所缓存的实际数据；

2）设计缓存空间存放所有的缓存数据块；

3）在properties文件中设置缓存大小和生命周期；

4）初始化缓存空间；

5）为用户的IO请求块建立对应的缓存数据块，包括FLAG、FI和DATA信息，并存入初始化后的缓存空间；

6）每次访问缓存空间前，检查并移除过期的缓存数据块，保证缓存数据块的实时有效。

所述步骤6）的具体实现过程包括：

1）当客户端向服务端请求访问数据时，首先查询缓存空间，根据flag判断数据是否为新数据，若是新访问的数据，则将新访问的数据插入到FIFO队列，并更新FI和DATA的信息；否则执行步骤3）；

2）如果缓存数据块在FIFO队列中一直没有被再次访问，则按照FIFO规则淘汰缓存数据块；或者如果该缓存数据块超过其生命周期，则直接淘汰该缓存数据块；

3）如果缓存数据块在FIFO队列中被再次访问，则将该缓存数据块移到LRU队列头部；或者如果缓存数据块在LRU队列中再次被访问，则将该缓存数据块移到LRU队列头部；