用linux文件系统的链接功能实现文件缓存LRU

概述：

       目前，随着家庭宽带网络、无线宽带技术，以及终端设备性能的不断发展，基于多媒体的应用越来越广泛，特别是互联网视频的应用更是成为推动这些技术发展的源动力。作为互联网视频VOD的应用，提高视频播放的流畅度是一个非常重要的指标之一。除了编解码技术，视频CDN技术是解决用户视频播放流畅度的首要环节，而CDN技术中除了智能调度技术，边缘服务器的性能优化也是非常重要的环节之一。本方法就是着眼于边缘服务器的性能优化，以有限的边缘服务器磁盘存储空间为前提，利用LRU方法实现对视频Cache对象的动态管理，从而充分利用有限的磁盘空间，提升用户服务体验，满足未来长期运营的需要。

实现方法：

       本方法所要解决的技术问题是对于以文件为缓存对象的缓存服务器，如何来实现一个LRU的缓存管理算法。本人用本文描述的方法基于nginx，实现了CDN大容量缓存服务功能。

      有人会问，nginx本身不是提供了cache功能吗？是的，nginx本身确实有cache能力，但是它有它的问题，比如：文件的索引都是在内存中的，启动的时候需要通过遍历目录树的方式将文件的索引加载到内存，对内存的要求就比较高，启动初始化的过程比较长。本方法正好克服了这个缺点，服务器的内存使用不会随着缓存内容的增加而增加。

      本方法所实现的技术方案是，利用Linux系统（或者类Unix系统）所提供的文件链接的功能，对被缓存的文件对象采用硬链接来记录文件的被访问时间，用软链接来指向最近被访问的Cache对象的硬链接版本，并通过按时间顺序批量淘汰的方式来实现LRU的功能。

以下对本方法的具体实现方式进行说明。

首先，先说明一下Cache对象在磁盘上的存储方式。

1. Cache对象是以文件的方式存储到磁盘上的。每个Cache对象会对应一个URL，这个URL是用户访问的路径，将URL的相对路径部分（除了http://domain部分）进行HASH，映射成磁盘中的存储路径。譬如，对于URL为 http://vod.test.com/movie/file/path/name.ts的Cache对象，我们用/movie/file/path/name.ts部分进行MD5 hash，计算得到MD5值是8f595e5b69f