随着计算机网络信息技术的快速发展,当前,越来越多的计算机应用集中到了网络服务器端。早期的简单的网站已经不能满足现有的大规模用户的访问请求。由于用户访问量的激增,Web2.0时代已经到来。缓存技术是一种非常实用的技术,大大优化了用户的体验。在Web2.0相关技术中,缓存技术是其中的重要组成部分。本文以一个分布式缓存系统的开发为课题,充分研究了当前已有的各种缓存系统,结合在工程实践中的难点问题,设计和实现一个分布式缓存系统。本文研究的主要内容如下:1、设计了zRedis缓存系统的整体架构,包括三个不同的组件:元数据服务器(zRedis MetaServer)、客户端代理(zRedis Proxy)和实际的数据存储服务器(zRedis Server),能够将数据合理的分片到多个节点并实现快速的读写。2、实现了分布式和多线程数据存储服务器。包括使用Reactor模式实现高性能的网络服务程序:快速建立多个网络连接,接收和处理网络数据;使用Protobuf解决TCP粘包问题;将原有的单线程Redis扩展成一个多线程网络服务程序,解决了多线程之间的数据共享和数据竞争问题;给出了该存储服务器接收到的普通的读写请求时的处理流程;论述了节点之间执行数据淘汰算法的流程。3、该系统采用Raft算法解决了数据的分布式一致性问题,同时详细阐述了在写操作的各个阶段发生Leader节点崩溃、Follower节点崩溃、网络分区等出错情况下Raft算法的处理机制。该系统通过将单机Redis扩充为一个分布式缓存系统,做到了存储的性能指标同硬件的增长成线性关系,提升了计算机硬件的使用效率,降低了企业的运行和维护成本。