Ristretto 的性能表現與 Caffeine 相當,這是一個基於 Java 8 的高性能、近乎最優的緩存庫。我們的測試表明,在多種工作負載下,Ristretto 的緩存命中率與 Caffeine 相當。這是一個重要的成果,因為在 Go 中實現類似的性能和功能是一個巨大的挑戰。
總結一下,Ristretto 是一個高性能的 Go 緩存庫,它具有以下特點:
並發性:支持多個 goroutine 同時訪問緩存,避免爭用和阻塞。
高緩存命中率:通過優化緩存策略,實現高緩存命中率。
內存有界:可以配置緩存的最大內存使用量,避免內存泄漏。
易擴展性:隨著核心數量和 goroutine 數量的增加,性能良好。
對非隨機密鑰訪問分布的支持(如 Zipf 分布)。
Ristretto 的設計和實現過程中關注了三個主要原則:快速訪問、高並發性和抗爭用、以及內存有界。通過對 Go 語言特性的充分利用和創新設計,Ristretto 成功實現了這些原則,並為 Go 社區提供了一個值得信賴的高性能緩存庫。本文主要討論了 Ristretto 緩存庫的實現,優化和設計理念。以下是對文章的總結:
Ristretto 使用緩衝區來處理鍵,避免內容爭用。背景 goroutines 從通道中捕獲並處理 Set 操作。
Ristretto 採用最終一致性模型,Set 操作無法保證鍵會立即被應用到緩存中。
Ristretto 針對內容爭用進行了優化,可以在高並發負載下保持良好的性能。
Ristretto 考慮了鍵值的內存成本,以實現更真實的緩存大小限制。
Ristretto 使用 TinyLFU 作為准入策略,對鍵的訪問頻率進行估計,以此決定是否將新項加入緩存。
當緩存達到容量時,Ristretto 通過採樣 LFU 策略來決定驅逐哪些鍵。
Ristretto 使用布隆過濾器作為門衛,以避免 TinyLFU 被僅訪問一次的鍵污染。
Ristretto 提供了豐富的緩存指標,以便分析和優化緩存的行為。通過減少 False Sharing,降低了指標收集的開銷。
Ristretto 是一個高性能的 Go 緩存庫,通過實現諸如准入策略、驅逐策略等功能,以適應各種不同的工作負載。同時,它還提供了詳細的緩存指標,幫助我們了解緩存的行為並進行進一步優化。在這篇文章中,作者介紹了 Ristretto 緩存庫,並與其他流行的 Go 緩存庫進行了性能比較。Ristretto 使用採樣的 LFU(最少使用頻率)策略作為其淘汰策略。
對於性能指標,作者關注了命中率(Hit Ratios)和吞吐量(Throughput)。命中率是使用 Damian Gryski 的 cachetest 工具和自定義基準測試套件進行測量的。這些測試涵蓋了不同類型的工作負載,如搜索、數據庫、循環訪問和 CODASYL 數據庫訪問。
吞吐量測試則使用了與之前博客文章相同的實用工具,生成大量的鍵,並在獲取和設置之間在不同的 goroutines 之間切換。
在大多數工作負載下,Ristretto 的採樣 LFU 策略表現得相當好。然而,在 LRU(最近最少使用)密集型的工作負載下,如 CODASYL 基準測試中,Ristretto 的性能受到了影響。作者提到了一篇名為 “Adaptive Software Cache Management” 的論文,探討了如何將 LRU 和 LFU 結合起來以實現最佳性能。
作者對 Ristretto 的未來改進提出了一些建議,包括在主緩存段之前放置一個 LRU “窗口”,並使用爬山技術動態調整窗口大小,以最大化命中率。Caffeine 已經通過這種方法取得了很好的效果,作者認為 Ristretto 在未來也可以從中受益。
總之,作者的目標是創建一個與 Caffeine 競爭的緩存庫。雖然尚未完全實現這個目標,但通過使用一些新技術,他們已經成功地創建了一個在 Go 領域中表現明顯優於大多數其他緩存庫的緩存庫。Ristretto 將在未來幾個月內整合到 Dgraph 和 Badger 中。