Cache 命中率

Posted 2021-06-29 Jamgun

在数据库的设计中，cache是极其重要的一个模块

命中率高，延迟低的cache是承受高QPS，低延时的关键

其中，在热点key场景下，全局cache很容易造成锁瓶颈

于是，我们可以采用thread local + global的两级cache，应对热点key

针对thread local cache的大小应该设置多大来进行讨论

问题

• 作为数据库的cache，采用 thread local + global 两级cache
• thread local 应对热点key，global 作为普通cache (可以参考leveldb 的 cache)
• 问：thread local 设置多大的效果较好？

解答

• 两级cache定位不同，因此我们只 care 热点key 的命中率
• 数学抽象
  • a 代表热点key，b 代表普通key
  • m 代表 a 的大小，n 代表 b 的大小
  • p 代表 a 的QPS，q 代表 b 的QPS
• 理论答案
  • 若相邻 a 之间，b 的个数为 x ，x 的 99 分位数为 y
  • 则 m + y * n 大小的cache，可以使命中率达到 99%
• 特殊地
  • 若热key在所有key中均匀分布
  • 则 大于 (p * m + q * n) / p 的 cache，可以使命中率达到100%
  • 一般的，若热key占10 %，key大小一致为10B，在设置大于100B的cache，可达到100%
  • 由此可见，只考虑热点key的命中率，较小的cache，就能达到很好的效果