基于一種改進(jìn)緩存替換算法的校園電子地圖研究.pdf

1、隨著高校信息化建設(shè)步伐的加快，各大高校都建立了適合自身校園的資產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，但目前這類系統(tǒng)主要是以存儲和展示校內(nèi)各類資產(chǎn)的基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)為主要管理方式。在這種模式下，用戶不能對建筑物的實際位置進(jìn)行動態(tài)瀏覽，缺乏對校園建筑群整體布局的直觀認(rèn)識，一定程度上影響了資產(chǎn)管理者的工作效率，同時也凸顯出傳統(tǒng)的校園信息管理模式在空間維度展示上的乏力，缺少一個與用戶進(jìn)行友好交互的可視化平臺。
　　針對高校對校內(nèi)公房、公寓、土地、道路等資產(chǎn)信息管理

2、方式存在的不足，本文提出建立一個校園電子地圖平臺，平臺基于面向公眾的瓦片地圖服務(wù)設(shè)計思想，結(jié)合相應(yīng)的三維建模技術(shù)、服務(wù)器端瓦片緩存機(jī)制、負(fù)載均衡技術(shù)及相關(guān)WebGIS開發(fā)框架等，開發(fā)出了一個能夠合理展示高校校園公房、公寓、土地等資產(chǎn)信息的校園電子地圖平臺。
　　本文首先對校園內(nèi)空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行搭建，包括對校園內(nèi)主要建筑物、綠地、道路、水系等進(jìn)行建模，同時對各個地理要素進(jìn)行特征分析，將具有相同特征的地理要素劃分為一個圖層，最終得

3、到背景圖層、道路圖層和POI圖層;其次對瓦片地圖的存儲方式進(jìn)行討論，詳細(xì)介紹了校園電子地圖平臺所采用的地圖瓦片的切圖方法，根據(jù)用戶需求設(shè)定地圖縮放級別，從底層到頂層在不同分辨率級別下對渲染好的地圖圖片進(jìn)行切分，進(jìn)而形成目標(biāo)瓦片金字塔，并采用多級文件夾目錄形式來組織多層級下的地圖瓦片陣列。
　　在校園電子地圖設(shè)計過程中，提高用戶請求的響應(yīng)速度是保證系統(tǒng)可用性和友好性的關(guān)鍵，特別在大規(guī)模用戶并發(fā)訪問時良好的用戶體驗就更加重要。對此，本

4、文采用了兩種方式進(jìn)行系統(tǒng)性能提升。一方面，本文建立了地圖瓦片緩存機(jī)制，可以將訪問頻繁的地圖瓦片放在服務(wù)器端緩存池當(dāng)中，當(dāng)用戶請求該瓦片時將直接返回，不再需要從服務(wù)器上進(jìn)行讀取。另外結(jié)合校園電子地圖業(yè)務(wù)處理模型的特點，引入了一種改進(jìn)的緩存元素替換算法，該算法和傳統(tǒng)的LFU算法、Size算法相比，在多用戶隨機(jī)請求瓦片的情況下能較好的提高瓦片地圖的命中率，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。在保持緩存一致性方面，本文從客戶端緩存一致性和服務(wù)器端緩存一致性

5、兩個層面入手，采用了設(shè)置緩存元素生存時間片、事務(wù)機(jī)制等方法進(jìn)行一致性的保證;另一方面，在后臺通過部署多個服務(wù)器節(jié)點也能提升請求處理速度，但各個節(jié)點間的負(fù)載的不均衡會使某一節(jié)點出現(xiàn)訪問瓶頸，最終影響系統(tǒng)的整體效率。針對該問題，本文對一致性哈希算法進(jìn)行了深入研究，并應(yīng)用該算法作為校園電子地圖的負(fù)載均衡解決方案。實驗表明，該方法能比較均勻的將用戶請求分配給各個服務(wù)器節(jié)點，并在服務(wù)器集群中出現(xiàn)宕機(jī)或新增節(jié)點的情況下，以較小的代價重新定位用戶請求