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Garnet

Garnet 是微软研究院推出的新型远程缓存存储，具有以下独特优势：

• Garnet 采用广受欢迎的 RESP 有线协议作为起点，这使得可以使用当今大多数编程语言中未修改的 Redis 客户端来使用 Garnet，例如 C# 中的 https://github.com/StackExchange/StackExchange.Redis%E3%80%82
• 在大量客户端连接和小批量数据场景下，相比同类开源缓存存储，Garnet 提供了更高的吞吐量和可扩展性，可为大型应用和服务节省成本。
• 在启用了加速网络的商用云（Azure）VM 上，Garnet 展现出极低的客户端延迟（99.9 百分位通常低于 300 微秒），这对实际业务场景至关重要。
• 基于最新的 .NET 技术，Garnet 具备跨平台、可扩展和现代化特性。其设计注重开发便捷性和可演进性，同时不牺牲常见场景下的性能。我们利用 .NET 丰富的库生态系统扩展 API 广度，并为优化提供了开放空间。通过对 .NET 的精心运用，Garnet 在 Linux 和 Windows 上均实现了业界领先的性能。

本仓库包含构建和运行 Garnet 的代码。如需更多信息和文档，请访问我们的网站：https://microsoft.github.io/garnet%E3%80%82

正在寻找完全托管服务？ https://microsoft.github.io/garnet/docs/azure/overview 提供 Garnet 作为完全托管的企业级缓存解决方案，具备内置高可用性、性能保证和零基础设施管理。

新特性 🎉

• 🔍 https://microsoft.github.io/garnet/docs/commands/range-index — 基于 https://github.com/microsoft/bf-tree 实现的 Garnet 键二级范围和等值索引。
• 📄 Garnet 论文将在 VLDB 2026 上发表！ B. Chandramouli, V. Zois, T. Hart, T. Zaccai, L. M. Maas, Y. Rajasekaran, D. Gehring. Garnet: A Next-Generation Cache-Store for Accelerating Applications and Services. PVLDB 2026. [[PDF]]([***]

特性摘要

Garnet 实现了广泛的 API，包括原始字符串操作（如 gets、sets 和键过期）、分析型操作（如 HyperLogLog 和 Bitmap）以及对象操作（如有序集合和列表）。它支持客户端 RESP 事务形式的多键事务，以及基于 C# 的服务器端存储过程和模块。用户可以在 C# 的便捷性和安全性下，为原始字符串和自定义对象类型定义自定义操作，降低了开发自定义扩展的门槛。Garnet 还支持 Lua 脚本。

Garnet 使用快速且可插拔的网络层，支持未来扩展（如利用内核绕过栈）。它通过 .NET 强大的 SslStream 库支持安全传输层安全（TLS）通信，并提供基本访问控制。Garnet 的存储层（称为 Tsavorite）专为高性能构建，包含强大的数据库特性：线程可扩展性、分层存储支持（内存、SSD 和云存储）、快速无阻塞检查点、恢复、操作日志（用于持久性）、多键事务支持以及更优的内存管理和重用。最后，Garnet 支持集群模式，包括分片、复制和动态键迁移。

性能预览

我们在 https://microsoft.github.io/garnet/docs/benchmarking/overview 上展示了 Garnet 与主流开源缓存存储的几项关键对比结果。

设计亮点

Garnet 的设计重新思考了整个缓存存储栈 — 从网络接收数据包，到解析和处理数据库操作，再到执行存储交互。我们基于多年的 https://microsoft.github.io/garnet/docs/research/papers 构建了该系统。以下是 Garnet 的整体架构。

Garnet 的网络层基于共享内存设计，TLS 处理和存储交互在网络 IO 完成线程上执行，避免了常见场景下的线程切换开销。这种方法通过 CPU 缓存一致性将数据传输到处理逻辑，而非传统的基于 shuffle 的网络设计（后者需要将数据移动到服务器上的相应分片）。

Garnet 的存储设计包含两个 Tsavorite 键值存储，它们的运行由统一的操作日志绑定。第一个存储称为“主存储（main store）”，针对原始字符串操作优化，通过精心管理内存避免垃圾回收。第二个（可选的）“对象存储（object store）”针对复杂对象和自定义数据类型优化，包括有序集合（Sorted Set）、集合（Set）、哈希（Hash）、列表（List）和地理空间（Geo）等常用类型。对象存储中的数据类型当前实现利用了 .NET 库生态系统，在内存中以堆形式存储（使更新非常高效），在磁盘上以序列化形式存储。未来，我们计划研究使用统一索引和日志以简化维护。

Garnet 设计的一个显著特点是其“窄腰”Tsavorite 存储 API，该 API 用于在顶层实现庞大、丰富且可扩展的 RESP API 表面。此 API 包含读、更新插入（upsert）、删除和原子读写修改操作，并通过异步回调使 Garnet 能够在每个操作的各个阶段插入逻辑。我们的存储 API 模型能够清晰分离 Garnet 的解析和查询处理与存储细节（如并发、存储分层和检查点）。Garnet 使用两阶段锁定实现多键事务。

集群模式

除单节点执行外，Garnet 还具备全功能集群模式，允许用户创建和管理分片与复制部署。Garnet 支持高效的动态键迁移方案以重新平衡分片。用户可使用标准 Redis 集群命令创建和管理 Garnet 集群，节点通过 gossip 协议共享和更新集群状态。Garnet 的集群模式设计目前为被动式：即不实现 leader election，仅响应由用户提供的控制平面（control plane） 发出的集群命令；详情参见 https://microsoft.github.io/garnet/docs/cluster/overview#control-plane%E3%80%82

后续步骤

请访问我们的 https://microsoft.github.io/garnet 网站，或直接跳转到 https://microsoft.github.io/garnet/docs/getting-started 或 https://microsoft.github.io/garnet/docs/welcome/releases 部分。

许可证

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