发布/订阅系统的性能优化技术研究

	发布/订阅系统的性能优化技术研究
	齐凤亮
导师	金蓓弘
	2009-05-31
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位	硕士
学位授予地点	中国科学院软件研究所软件工程技术中心
关键词	发布/订阅系统
摘要	发布/订阅系统作为一种信息交互和共享的中间件，在信息的生产者（发布者）和消费者（订阅者）之间提供了一个松耦合的信息分发手段。在发布/订阅系统中，订阅者以订阅的形式向系统声明它们感兴趣的事件；发布者将它们产生的事件发布到系统中；发布/订阅系统中的服务器将事件与系统中的订阅进行匹配，并且向订阅了该事件的订阅者发出事件通知。发布/订阅系统可以应用到诸多领域，例如股票信息交换、物流监控等。当系统规模很大、订阅和事件数目很多时，系统整体处理负担加重，同时可能造成某些服务器负载过重，形成性能瓶颈。因此，需要对发布/订阅系统中的多个模块加以优化，提高系统的性能与可伸缩性，以适应大规模应用的需求。原子订阅匹配算法是发布/订阅系统的核心算法之一，目前已有的原子订阅匹配算法还存在着匹配效率不高、灵活性不佳等问题，因此，需要设计可适用于多种数据类型、高效的原子订阅匹配算法，以满足日益丰富的应用场景。为适应大规模的分布式应用，需要解决的主要问题是事件/订阅路由算法的可伸缩性，即系统中存在着大量的服务器、大规模的订阅和事件，系统仍能保持很好的处理性能。因此，需要提供一个高效的消息路由策略，将事件的匹配责任分布到网络中不同的服务器上，使网络中各个服务器的处理负载分布均匀。本文在调研了发布/订阅系统研究现状的基础上，针对发布/订阅系统中的原子订阅匹配算法和原子事件/订阅路由算法进行了研究。如何有效地管理原子订阅并将事件与原子订阅高效的匹配是发布/订阅系统需要关注的关键问题。本文将原子订阅组织成为一个覆盖森林，然后使用谓词的多级索引结构为原子订阅匹配提供支持。此方法已在基于内容的发布/订阅系统OncePubSub上实现，实验结果表明上述方法具有良好的匹配性能和可伸缩性。在原子事件/订阅路由上，本文采用了渠道路由算法。该算法首先将事件空间划分为多个子事件空间，并将其映射为渠道。事件渠道划归到不同的服务器负责，事件或订阅到达服务器后，通过检查它属于哪个渠道，然后转发至该渠道进行处理。在原子路由算法的执行过程中，实时监控各个渠道的负载，进而监控网络中各个服务器的负载状况，在出现负载不平衡的情况时，采用相应的负载平衡策略调整渠道的放置位置。原子路由算法达到了设计目标，即使得网络中的各个服务器的处理负载均衡，同时降低事件传递开销，减少事件的处理延迟。
学科领域	软件工程
语种	中文
内容类型	学位论文
URI标识	http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/145
专题	软件工程技术研究开发中心
推荐引用方式 GB/T 7714	齐凤亮. 发布/订阅系统的性能优化技术研究[D]. 中国科学院软件研究所软件工程技术中心. 中国科学院研究生院,2009.

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