当键在范围内而不是单个值时，如何内存缓存或存储键值对？答案

【问题标题】：How to memcache or store key value pair when key is in range and not a single value?当键在范围内而不是单个值时，如何内存缓存或存储键值对？
【发布时间】：2016-04-07 18:12:50
【问题描述】：

我们的数据库中有一个表，其中包含城市的静态 IP 范围及其 IP 地址。它看起来像：

IP-TO、IP-FROM、城市

100、110、A

111、168、B

...

965、1000、Z

我已经提到了样本数据。实际数据非常庞大，表中有近 64k 行。

对于我们网站上的每个用户，我们通过在 sql express 服务器上执行 sql 查询，根据他们的 IP 地址确定他们的城市。

由于数据是静态的，例如IP在100到110范围内的每个用户都属于A市，我们每次都不必要地访问数据库。

我们正在考虑缓存每个唯一的 ip 访问。例如： IP-100 映射到 A IP-101 映射到 A ... IP-110 映射到 A

但这会在 memcache 中创建 64k 个键，我觉得当我们知道范围时，存储多个具有相同值的键是没有意义的。

我们能否以某种更好的方式做到这一点，即通过最小的内存缓存键或完全使用不同的方法？

【问题讨论】：

在示例中，我看到每个 IP 范围有 10 个差异。范围是否始终具有恒定值？
没有。这只是样本数据。不像那样。为了更清楚，我会修改它。

标签： c# .net memcached enyim

【解决方案1】：

可以对 IP 地址列表进行排序（因为它们本质上是数字）。如果您有大量不重叠的 IP 范围列表，您可以将它们分类到一个大列表中。如果你有一个大的、排序的值列表，你可以在上面做一个binary search。使用 64k 项，您可以在大约 16 次比较中搜索整个列表（几乎是即时的）。

使用正确的索引和查询，您的数据库或许能够为您完成这项工作。如果您认为另一种方式可能更快（提示：使用分析来确定它是否真的如此！）或者担心对数据库的额外访问，您可以将整个表的数据缓存在内存中，然后搜索列表。概括地说：

public class IPRangeCache
{
    private List<IPRangeRecord> sortedRangeRecords = null; // get from database

    public string GetCity(IPAddress ip) {
        // binary search to find from sortedRangeRecords
    }
}

二分查找需要同时考虑开始和结束的数字。自定义比较器或自定义二进制搜索应该可以做到这一点。这应该很快。

您也可以尝试在字典中缓存最后几分钟的 IP 地址，但我认为它不太可能更快。

【讨论】：

【解决方案2】：

我们可以使用 C# 通用字典。

我们创建一个包含 IP 范围的类。此类将充当字典的键。

class IP_Range 
{
    public int MinIP { get; set; }
    public int MaxIP { get; set; }
}

然后我们必须创建一个比较器类来帮助比较字典的键。

class IP_RangeComparer : IEqualityComparer<IP_Range>
{
    public bool Equals(IP_Range r1, IP_Range r2)
    {
        return (r1.MinIP == r2.MinIP && r1.MaxIP == r2.MaxIP);
    }

    public int GetHashCode(IP_Range r)
    {
        return r.MinIP.GetHashCode();
    }
}

然后我们可以创建一个通用字典并如下使用它：

IDictionary<IP_Range, string> myCache = new Dictionary<IP_Range, string>(new IP_RangeComparer());

// Adding entries
myCache.Add(new IP_Range() { MinIP = 100, MaxIP = 110 }, "A");
myCache.Add(new IP_Range() { MinIP = 111, MaxIP = 168 }, "B");
myCache.Add(new IP_Range() { MinIP = 169, MaxIP = 200 }, "C");

// Reading the dictionary
string city = myCache[new IP_Range() { MinIP = 169, MaxIP = 200 }];

更多解释请参考this article。

注意：要找出您正在搜索的特定 IP 的密钥，您必须遍历 myCache.Keys 集合。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以创建IpAddress 类from the value 的实例，然后仅使用one of the bytes 作为缓存键。这样，您只需为 001.xxx.xxx.xxx 访问一次数据库，为 002.xxx.xxx.xxx 访问一次，等等。

var address = new IPAddress(value);
var bytes = address.GetAddressBytes(); //an array of four bytes

【讨论】：