Garnet 是 Microsoft Research 的遠端快取儲存，提供強大的效能（吞吐量和延遲）、可擴充套件性、儲存、恢復、叢集分片、金鑰遷移和複製功能。
Garnet 可以與現有的 Redis 客戶端配合使用。
Garnet 是 Microsoft Research 推出的一種新型遠端快取儲存，具有多種獨特優勢：
- Garnet 採用流行的 RESP 線路協議作為起點，這使得可以從當今大多數程式語言（例如 C# 中的 StackExchange.Redis）中可用的未經修改的 Redis 客戶端使用 Garnet。
- 相對於同類開源快取儲存，Garnet 透過許多客戶端連線和小批次提供更好的吞吐量和可擴充套件性，從而節省大型應用程式和服務的成本。
- Garnet 使用啟用了加速 TCP 的商品雲 (Azure) VM 展示了極低的客戶端延遲（在 99.9% 時通常低於 300 微秒），這對於現實場景至關重要。
- Garnet 基於最新的 .NET 技術，具有跨平臺、可擴充套件和現代化的特點。它被設計為易於開發和發展，而不會犧牲常見情況下的效能。我們利用 .NET 豐富的庫生態系統來擴充套件 API，並提供開放的最佳化機會。由於我們對 .NET 的精心使用，Garnet 在 Linux 和 Windows 上都實現了最先進的效能。
該儲存庫包含構建和執行 Garnet 的程式碼。有關更多資訊和文件，請訪問網站：https://microsoft.github.io/garnet。
特性總結
Garnet 實現了廣泛的 API，包括原始字串（例如，獲取、設定和金鑰過期）、分析（例如，HyperLogLog 和 Bitmap）和物件（例如，排序集和列表）操作。它可以以客戶端 RESP 事務和我們自己的 C# 伺服器端儲存過程的形式處理多金鑰事務，並允許使用者在原始字串和新物件型別上定義自定義操作，所有這些都以 C# 的便利性和安全性實現，導致開發自定義擴充套件的門檻較低。
Garnet 使用快速且可插拔的網路層，支援未來的擴充套件，例如利用核心旁路堆疊。它使用強大的 .NET SslStream 庫支援安全傳輸層安全 (TLS) 通訊以及基本訪問控制。 Garnet 的儲存層稱為 Tsavorite，是從我們之前的開源專案 FASTER 中分叉出來的，包括強大的資料庫功能，例如執行緒可擴充套件性、分層儲存支援（記憶體、SSD 和雲端儲存）、快速非阻塞檢查點、恢復、操作日誌記錄以實現永續性、多鍵事務支援以及更好的記憶體管理和重用。最後，Garnet 支援叢集操作模式，支援分片、複製和動態金鑰遷移。
效能預覽
我們在網站上展示了一些關鍵結果，將 Garnet 與領先的開源快取儲存進行比較。
設計亮點
Garnet 的設計重新思考了整個快取儲存堆疊——從網路上接收資料包，到解析和處理資料庫操作，再到執行儲存互動。我們建立在我們之前多年研究的基礎上。下面是Garnet的整體架構。
Garnet 的網路層繼承了受我們之前對 ShadowFax 研究啟發的共享記憶體設計。 TLS 處理和儲存互動在 IO 完成執行緒上執行，避免了常見情況下的執行緒切換開銷。這種方法允許 CPU 快取一致性將資料傳輸到網路，而不是傳統的基於隨機播放的設計，後者需要在伺服器上移動資料。
Garnet的儲存設計由兩個Tsavorite鍵值儲存組成，它們的命運由統一的操作日誌繫結。第一個儲存稱為“主儲存”，針對原始字串操作進行了最佳化，並仔細管理記憶體以避免垃圾收集。第二個也是可選的“物件儲存”針對複雜物件和自定義資料型別進行了最佳化，包括排序集、集合、雜湊、列表和地理等流行型別。物件儲存中的資料型別利用 .NET 庫生態系統來實現其當前的實現。它們儲存在記憶體中的堆上（這使得更新非常高效）並以序列化形式儲存在磁碟上。未來，我們計劃研究使用統一的索引和日誌來簡化維護。
Garnet 設計的一個顯著特點是其窄腰 Tsavorite 儲存 API，用於在頂部實現大型、豐富且可擴充套件的 RESP API 表面。該 API 包含讀取、更新插入、刪除和原子讀取-修改-寫入操作，透過 Garnet 的非同步回撥實現，以便在每個操作期間的各個點插入邏輯。儲存 API 模型使我們能夠將 Garnet 的解析和查詢處理問題與併發、儲存分層和檢查點等儲存細節完全分開。 Garnet 對多金鑰交易使用兩階段鎖定。
叢集模式
除了單節點執行之外，Garnet還支援叢集模式，允許使用者建立和管理分片和複製部署。 Garnet 還支援高效、動態的金鑰遷移方案來重新平衡分片。使用者可以使用標準的Redis叢集命令來建立和管理Garnet叢集，節點執行gossip來共享和演化叢集狀態。叢集工作仍在進行中。
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