Memcached的CAS协议
1. 什么是CAS协议
很多中文的资料都不会告诉大家CAS的全称是什么,不过一定不要把CAS当作中国科学院(China Academy of Sciences)的缩写。Google.com一下,CAS是什么?CAS是Check And Set的缩写。
2. CAS协议原文
http://code.sixapart.com/svn/memcached/trunk/server/doc/protocol.txt
3. CAS的基本原理
基本原理非常简单,一言以蔽之,就是“版本号”。每个存储的数据对象,多有一个版本号。我们可以从下面的例子来理解:
如果不采用CAS,则有如下的情景:
第一步,A取出数据对象X;
第二步,B取出数据对象X;
第三步,B修改数据对象X,并将其放入缓存;
第四步,A修改数据对象X,并将其放入缓存。
我们可以发现,第四步中会产生数据写入冲突。
如果采用CAS协议,则是如下的情景。
第一步,A取出数据对象X,并获取到CAS-ID1;
第二步,B取出数据对象X,并获取到CAS-ID2;
第三步,B修改数据对象X,在写入缓存前,检查CAS-ID与缓存空间中该数据的CAS-ID是否一致。结果是“一致”,就将修改后的带有CAS-ID2的X写入到缓存。
第四步,A修改数据对象Y,在写入缓存前,检查CAS-ID与缓存空间中该数据的CAS-ID是否一致。结果是“不一致”,则拒绝写入,返回存储失败。
这样CAS协议就用了“版本号”的思想,解决了冲突问题。
Memcached的CAS程序实例
1. 非CAS
首先看一个不是CAS的Memcached程序实例。实例的问题原型,见上一篇博文。
程序实例:
package com.sinosuperman.memcached; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import net.spy.memcached.MemcachedClient; public class Test { public static void main(String[] args) throws IOException { MemcachedClient cache = new MemcachedClient(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 11211)); cache.set("x", 1800, "Love"); String obj1 = (String) cache.get("x"); String obj2 = (String) cache.get("x"); obj2 = "Michael"; cache.set("x", 1800, obj2); System.out.println("Non-CAS 2:\t" + obj2); System.out.println("Non-CAS 1:\t" + obj1); } }
运行结果:
2011-12-18 23:12:39.836 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 2011-12-18 23:12:39.843 INFO net.spy.memcached.MemcachedConnection: Connection state changed for sun.nio.ch.SelectionKeyImpl@b09e89 Non-CAS 2: Michael Non-CAS 1: Love
可见在多个Client操作时,一定会引起写不一致性的问题。
2. CAS
程序实例:
package com.sinosuperman.memcached; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import net.spy.memcached.CASValue; import net.spy.memcached.MemcachedClient; public class Test { @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"); cache.cas("y", casValue2.getCas(), casValue2.getValue()); System.out.println("CAS 2:\t" + casValue2.getCas()); System.out.println("Value 2:\t" + casValue2.getValue()); System.out.println("CAS 1:\t" + casValue1.getCas()); System.out.println("Value 1:\t" + casValue1.getValue()); } }
运行结果:
2011-12-18 23:07:14.528 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 2011-12-18 23:07:14.541 INFO net.spy.memcached.MemcachedConnection: Connection state changed for sun.nio.ch.SelectionKeyImpl@1621e42 CAS 2: 11 Value 2: Love CAS 1: 11 Value 1: Love