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전준식 이사님의 Infinispan 강의 내용 요약 정리


In Memory Data Grid - Infinispan(JBoss Data Grid) Webinar from Opennaru on Vimeo.


[Cosistent hashing]

- Hash Ring 형태로 저장

- 서버가 늘어나고 줄어드는 것에 대해서 대응이 가능한 구조

1번은 0번부터

2번은 27번부터

3번은 50번부터의 해쉬 값을 저장함.


장애 대응

예를 들어, 2번이 죽으면 1번이 0~49번까지 보관함

복제는, 다른 서버에다가도 값을 복제 해놓음.


이 알고리즘을 이용하면, memcached 등을 이용해서도 고가용 서버를 만들 수 있음


Segment(Replica,Virtual node)

- Hash ring에 가상의 노드를 만들어서, 특정 서버에 값이 몰리는 현상을 방지함

Inifinispan은 32bit int를 key로 사용하는데 통계적으로 100~200개정도의 Virtual Node를 사용하면 데이타의 몰림 현상이 일반적으로 해결됨

즉 예를 들어서, 서버가 4대면, segment를 50으로 잡으면 노드가 200개 정도로 ㅓㄹ정됨.


451 group reseach

-NewSQL : RDBMS의 기능을 가지면서, 분산 확장 개념을 가지는 DB - VoltDB


[Data Grid 기본 개념]

- in memory storage

- networked memory

- ★ pacemakers to database

- provide simple KV storage

- Linear scalability and eslasticity. (distributed)


사용 용도

- DB Cache, Session Clustering

※ EAS6 (JBoss)의 경우, Infinispan을 default로 탑재되서 session clustering에 사용됨


[Infinispan]

- Apache 2.0 license / Java와 Scala 언어로 이용하여 구현됨 (핵심 부분은 Scala 구현체)

- 두가지 제품이 있음

  1) Library 모드 - 임베딩 가능한 형태. 상세한 API 지원 가능하며, 고성능 지원 가능. Java만 지원 (Comment : HazelCast와 비슷한 개념). 

  2) Client/Server 모드 - 독립 서버. 다양한 언어 지원이 가능함. 

     : memcached,Hot Rod (Infinispan native protocol), REST 프로토콜을 사용함

     : 고급 기능은 사용 불가. MR,JTA Tx등. 

  대부분의 경우 Library 모드를 사용함.

- Python,Java,.NET 등에서 사용 가능.

- 주요 특징

  1) JTA TX 지원

  2) CacheStore (Disk,DB) Persistence 지원

  3) DisributedExecutors 지원 (일종의 MAP을 분산노드에서 실행하는 개념과 유사)

  4) M 지원

  5) FTS (Lucene API) 지원

  6) GridFileSystem - 메모리상의 파일 시스템 제공 (메모리를 기반으로 파일시시틈을 지원하는)

  

- 분산 tolpology

1) Local Storage - Local Cache 용도로 사용. 노드간 복제 않함

 Write through, Write behind

 Eviction

 Expiration (Time)

 Transaction

2) Replication Cache  - 모든 node가 같은 값을 가짐

 서버 개수만큼 복제해야 하기 때문에, 성능 문제가 있을 수 있다. 10대 서버 이하일 경우에만 사용 권장

3) Distributed Cache - 데이타를 분산 저장함. 장애 대응을 위해서 백업본은 다른 노드에도 저장함. 현재 노드에 데이타가 없으면 다른 노드에서 긁어옴. (매번) 

 GET시에는 최대 1회의 remote 호출 (현재 서버에 값이 없으면)이 발생할 수 있음

4) L1 + Disribution - 매번 다른 서버의 데이타를 가지고 오는 것을 줄이기 위해서 L1 캐쉬를 잡아놓고, 다른 서버에서 오는 값을 L1에 저장함

5) Invalidation Cache - 각 노드가 같은 데이타를 저장. 단 데이타 삭제가 발생하면, 다른 노드에도 데이타 삭제를 요청함. 2)번과 비슷

 데이타베이스와 같은 영속적인 스토어가 있는 경우에만 사용(??)

--> Topology에 따라서 성능이 다름.


- Evition and Expiration

Policy - None,FIFO,LRU,Unordered(무작위),LIRS (Low Inter reference recency Set)

예) <eviction maxEntries=1000 strategy=LRU wakeUpInterval=500>

500ms 마다 eviction을 LRU 정책으로 하고, 1000개의 레코드만 유지하도록 한다.


cf. Eviction : 엔트리의 수가 넘었을때 삭제, Expiration : 일정 시간이 지나면 삭제

Expriation의 예 - Session Time out 등

예) <expiration wakeupinternal=500 lifespan=60000 maxIdle=10000>

생성된지, 60,000 ms 가 되거나

사용된지 10,000ms 되면 삭제

500ms 마다 expiration check 수행


- DataGrid Store

1) 캐쉬에서 넘쳐나는 것을 저장하거나

2) 리스타트 되었을 때 캐쉬를 다시 복구 하는 용도(Redis와 비슷하네)

 DB나 파일,클라우드 스토리지(S3,Swift등) Remote Store(다른 데이타 그리드), Cassandra등에 저장가능


CacheStore에는 writethrough(Sync), write behind(Async) 로 설정 가능


- 코드 예제

아래는 Client/Server mode (Hot Rod 프로토콜을 사요아는 경우)

RemoteCacheManager manager = new RemoteCacheManager("ip:port,ip:port,ip:port,....")

Cache <String,String> cache = manager.getCache("cachename")

cache.put (key,value)

cache.get (key)

cache.remove (key)


대부분의 DataGrid는 사용 방식이 거의 비슷함. 거의 다 put,get,remove


- 부가 기능

1. Data Grid Disributed Executor : 분산 실행 기능. 데이타가 저장되어 있는 인스턴스에서 실행하여 결과를 반환. 거의 디스크 access나 네트워크 액세스를 줄이고 실행

Callable의 call(),setEnvironment()를 implement

Callable을 구현한후, executor에 submit을 하면 됨.

Callable은 각 값이 저장된 Cache 노드에 분산되서 실행된후에, List 형태로 그 값을 반환함. 


2. MR 기능 제공

 Hadoop 의 분산 병령 처리와 동일


3. DataGrid Query

 Apache Lucene (FTS)를 이용. Index를 만들어놓고, Hibernate Search API를 이용하여 검색함

 Index를 어디에 저장할것인가가. 디자인 이슈 (분산캐쉬에 넣어도 되고, 디스크에 넣어도 되고, 다향한 configuration이 있음)


4. 기타 확장 API

org.infinispan.cache 는 java / ConcurrentMap을 상속

 putAsync,getAsync과 같은 추가 API를 지원함

 @Annotation을 지원 - Cache에 listener등을 걸거나 하는 것등이 가능함

 JTA를 지원하며, 명시적으로  lock을 걸 수 있음

 Batch Put을 지원

 Custom Interceptor 지원 - lock 걸렸을때, put할때, get 할때 등등

 Listener 지원(이벤트가 발생했을때, listener를 실행해줌)

 Queue 형태의 자료구조는 시스템적으로는 지원하지 않음 (Redis는 지원). -> K/V 형태로 해서 Linked List형태로 구현이 가능

※ interceptor와 listener 차이가 모지? 비슷해 보이는데.

근데. 내부적으로 JGroup을 사용하네.


- 성능 측정 (Radar Gun 프로젝트 - Infinispan의 프로젝트로 DataGrid들에 대한 성능 비교 프레임웍)

Coherence와 비교했을때, inifinispan이 더 빠르네??


- Azul Zing (JVM) - Stop the world 현상이 적음. -Xmx40g 사용 가능

http://www.azulsystems.com/products/zing/whatisit



[추가내용 - Infinispan vs Hazelcast]

Infinispan 
전체적으로 캐쉬의 개념이 강함
- K/V 형식으로 get/set 만 제공
- TTL 기능 있음.
- Local / Server 방식으로 클러스터 구성 가능함
- size(), values(), keySet(), entrSet()등 Full Scan 관련 API는 Concurrency 문제와, Performance 문제를 유발함
- JTA 기반 Tx 지원
- Index 개념 있음
- Query 기능
  * Search/Filtering 지원 - Hibernate Search framework과 Apache Lucene으로 구현됨 (Full Scan 이 아니라 Index와 Lucene을 사용하니 단순 full scan 방식은 아니여서 쓸만할듯)
  * Sorting 지원
  * Pagenation 지원
- Map & reduce 지원
- Locking ?
- Eviction - LRU,TTL, Custom LRU 지원
- Executor 개념 지원
  
HazelCast
- 데이타 타입 : Distributed java.util.{Queue, Set, List, Map}
- Queue/Topic 개념 지원 ★
- Locking
  * global lock 지원
- Eviction - LRU,LFU,TTL 지원
- Query는 지원하긴 하지만, 전체 노드에 분산 수행되기 때문에 효율적이지 않음 (Riak과 비슷하네.)
- Index 지원함. 
- Trasaction 지원
- Executor 개념 지원 
- WAN Replication 지원


본인은 구글 클라우드의 직원이며, 이 블로그에 있는 모든 글은 회사와 관계 없는 개인의 의견임을 알립니다.

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