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Web缓存技术是Internet环境下减轻Web服务器负载、缩短用户访问延迟、提高Web访问性能的有效方法。在移动计算环境中,由于受设备和网络的限制,缓存策略的设计必须权衡性能收益和代价两者,才能获得用户满意的效果。另一方面,网页预取技术能够隐藏网络延迟,适应无线网络的速度慢、易断连特征,利用该技术,能改善用户请求的响应时间,有效利用网络带宽。针对Web缓存和预测算法,学术界已经有不少研究,但大多研究工作只是比较孤立地讨论单个算法,而网页预取和缓存机制的有效性验证、替换策略等是相互影响的,它们共同决定着缓存命中率。
本文对移动环境下的网页预测、预取及其与Web缓存的集成机制进行研究。基于数据挖掘理论和信息论提出适用于移动环境的轻量级预测算法,使用序列模式的挖掘方法,以少量的计算代价统计用户访问历史的一阶关联关系,构造预取集合,动态生成预取策略:同时提出一套集成网页预取和缓存系统的机制,包括上下文环境感知的预取策略和基于缓存收益的替换策略。当设备资源不足时,根据当前上下文环境进行权衡,调整预取策略,保证服务质量。发生缓存替换时,收益驱动的替换策略充分考虑了缓存数据大小、网络传输代价、被访问频度以及被预取的机率等影响缓存收益的因素,判断缓存中各数据项的收益,决定缓存替换的优先级,从而将预取和替换紧密的联系在一起。我们构建了移动网页缓存系统EasyCache实现上述机制。模拟实验证明,这种有效的预取和缓存集成机制,不仅可以提高缓存命中率,还具有很低的计算开销,适用于移动手持设备。