GlobalCacheManager 缓存同步

GlobalCacheManager（GCM）是 Zeze 缓存一致性协议的核心组件。在分布式事务中，多个服务器可能同时缓存同一份数据，GCM 通过权限模型（Modify/Share/Invalid）协调各服务器的缓存状态，保证事务的正确性。GCM 是 Zeze 实现无死锁乐观锁事务的关键基础设施。

缓存同步协议

GCM 使用三种权限状态管理缓存记录的访问控制：

• Modify：排他写权限。同一时刻只有一台服务器可以持有 Modify 权限。持有 Modify 的服务器可以直接修改数据而无需通知其他服务器。
• Share：共享读权限。多台服务器可以同时持有 Share 权限，但此时任何服务器都不能修改数据。
• Invalid：无权限。服务器不持有该记录的任何缓存。

Acquire 协议

服务器在事务执行过程中通过 Acquire 请求向 GCM 申请权限。申请 Modify 时，GCM 需要先向当前持有者发送 Reduce（降级）请求，将其权限降低到 Share 或 Invalid。

// 在 GlobalAgent.acquire 中，根据 globalKey 的哈希值选择对应的 GCM Agent
var agent = agents[getGlobalCacheManagerHashIndex(gkey)];
var rpc = new Acquire(gkey, state); // state 为 Share 或 Modify
rpc.SendForWait(socket, acquireTimeout).get();

Reduce 协议

当 GCM 需要降级某台服务器的权限时，向该服务器发送 Reduce 请求。服务器收到后，在本地执行缓存降级操作：

• ReduceInvalid：完全释放缓存记录。
• ReduceShare：将 Modify 降级为 Share。

降级结果返回给 GCM 后，GCM 再将权限授予申请者。

权限转换流程

典型的 Modify 申请流程：

1. 服务器 A 向 GCM 发送 Acquire(Modify) 请求
2. GCM 发现服务器 B 当前持有 Modify 权限
3. GCM 向服务器 B 发送 Reduce(Invalid) 请求
4. 服务器 B 执行本地缓存降级，返回成功
5. GCM 将 Modify 权限授予服务器 A，返回成功

运行模式

单机同步模式 (GlobalCacheManagerServer)

单机同步模式是基础实现，所有 Acquire 和 Reduce 操作在同步锁（ReentrantLock + Condition）下执行。当发生权限降级时，GCM 线程会阻塞等待远程服务器的 Reduce 响应。

java -cp ... Zeze.Services.GlobalCacheManagerServer -port 5002

适合服务器数量较少、网络延迟稳定的场景。

异步模式 (GlobalCacheManagerAsyncServer)

异步模式使用 AsyncLock 替代传统的 ReentrantLock，在等待远程 Reduce 响应时不阻塞线程，而是通过回调机制继续处理。这使得 GCM 能够处理更高的并发量。

所有协议以 DispatchMode.Direct 方式在 IO 线程上直接执行，避免线程切换开销。

java -cp ... Zeze.Services.GlobalCacheManagerAsyncServer -port 5002

Raft 模式 (GlobalCacheManagerWithRaft)

Raft 模式将 GCM 的状态（权限分配记录、服务器会话信息）持久化到 Raft 集群的 RocksDB 中。使用悲观锁（RocksMode.Pessimism）保证事务的原子性。

Raft 模式下 Reduce 操作使用 reduceWaitLater 异步发送并等待结果，不阻塞 Raft 事务线程。

# 单节点
java -cp ... Zeze.Services.GlobalCacheManagerServer -raft 127.0.0.1_5556 -raftConf global.raft.xml

# 本地启动所有节点
java -cp ... Zeze.Services.GlobalCacheManagerServer -raft RunAllNodes -raftConf global.raft.xml

客户端 (GlobalAgent)

GlobalAgent 是 GCM 的客户端代理，管理与一个或多个 GCM 实例的连接。它根据 globalKey 的哈希值将请求路由到对应的 GCM Agent，支持多 GCM 实例的水平扩展。

// GlobalAgent 根据哈希选择 Agent
public int getGlobalCacheManagerHashIndex(Binary gkey) {
    return Integer.remainderUnsigned(gkey.hashCode(), agents.length);
}

GlobalAgent 负责处理 Reduce 请求：收到 Reduce 后，找到本地的 Table 并调用 reduceInvalid 或 reduceShare 执行本地缓存降级。

AchillesHeel 守护

GCM 内置 AchillesHeel 守护机制，定期检测服务器连接活跃度。如果某台服务器超过 globalDaemonTimeout 未活跃，GCM 会主动踢掉该服务器的连接并释放其所有权限。这防止了服务器异常退出后权限永久无法释放的问题。

性能影响

缓存同步是分布式事务的主要开销来源：

• Share 申请：通常只需一次网络往返（与 GCM 通信）
• Modify 申请：至少需要两次网络往返（向 GCM 申请 + GCM 向持有者 Reduce）
• Reduce 超时：如果 Reduce 请求超时，申请会失败并触发事务重试

XML 配置

<GlobalCacheManager
    InitialCapacity="10000000"
    MaxNetPing="3000"
    ServerProcessTime="14000"
    ServerReleaseTimeout="60000" />

属性	说明
InitialCapacity	全局缓存状态 HashMap 初始容量
MaxNetPing	最大网络延迟（毫秒）
ServerProcessTime	服务器处理时间阈值
ServerReleaseTimeout	服务器释放超时时间

与其他组件的关系

• ServiceManager（服务发现）：GCM 可以独立运行，不依赖 ServiceManager。
• Raft（Raft 共识）：Raft 模式下 GCM 通过 Raft 实现高可用和数据持久化。