概觀和架構
Orleans 中的穀粒目錄是一個索引鍵/值存放區，其中索引鍵是穀粒識別碼，值是指向可能裝載該穀粒的正在運行的筒倉的註冊條目。
雖然 Orleans 提供預設的記憶體內分散式目錄實作（如本文所述），但粒度目錄系統的設計是可插拔的。 您可以透過實作 IGrainDirectory 介面並將其註冊到孤島的服務集合，來實作您自己的目錄。 這允許使用不同記憶體後端或一致性模型的自定義目錄實作，以更符合特定應用程式需求。 由於引進新的強式一致性目錄，因此對外部目錄實作的需求較少，但 API 會維持回溯相容性和彈性。 您可以根據每個粒紋類型設定粒紋目錄。
若要優化效能，Orleans會在每個資料倉內本地快取目錄查詢。 這表示只有在本機快取項目遺失或無效時，才需要遠端目錄讀取。 此快取機制可減少與粒紋位置查閱相關聯的網路額外負荷和延遲。
最初，Orleans 實作最終一致的目錄，結構為分散式哈希表。 這已由 v9.0 中的 Orleans 強式一致目錄取代，其依據是兩階段 虛擬同步方法。 它也會結構化為分散式哈希表，但透過虛擬節點提供改善的負載平衡。 本文說明後者較新的粒紋索引實現。
分散式粒紋目錄
Orleans 中的分散式資料目錄提供強一致性、負載平衡、高性能和容錯。 實作遵循兩階段設計，基於虛擬同步方法； 並與垂直Paxos 有相似之處。
目錄分割區有兩種作業模式：
- 正常運作：分割區在本機執行要求，不需與其他主機協調。
- 檢視變更：主機會彼此協調，以轉移目錄範圍的擁有權。
目錄運用 Orleans的強式一致性叢集成員資格系統，其中稱為「視圖」的組態具有單調增加的版本號碼。 當獨立模組加入和離開叢集時，會建立接續的檢視，從而改變範圍歸屬。
所有目錄操作都包含視圖協調：
- 要求會攜帶呼叫端的檢視號碼。
- 回應包括分割區的檢視編號。
- 檢視次數不一致會觸發同步。
- 請求會在檢視變更時自動重試。
這可確保目錄分割區的正確擁有者會處理所有要求。
分區策略
目錄使用一致性哈希環進行分割，並將範圍指派給叢集中活躍的silo。 資料標識符會通過哈希加密，以尋找擁有其哈希對應的環形區段之資料倉。
每個啟用中的儲存桶擁有預設的範圍數目，預設為每個儲存桶30個範圍。 這類似於 Amazon Dynamo 和 Apache Cassandra 所使用的配置，其中會為每個實體節點（主機）建立多個「虛擬節點」（範圍）。
分割區的大小取決於其哈希與下一個分割區哈希之間的距離。 在檢視變更期間，範圍可能會被分割成多個筒倉。 這會增加檢視變更程序的複雜性，因為每個分割區都必須與多個其他分割區協調。
檢視變更程序
目錄分割區（在 GrainDirectoryPartition中實作）使用具有版本控制的範圍鎖，以防止在檢視變更期間對範圍的無效訪問。 範圍鎖定會在檢視變更期間建立，並在檢視變更完成時釋放。 這些鎖類似於虛擬同步性方法中使用的「楔子」。
發生檢視變更時，分割區可以成長或縮小：
- 如果新的倉加入叢集，現有的分割區可能會縮小以騰出空間。
- 如果一個儲槽離開叢集，剩餘的分割區有可能會增長以接管這些孤立的區域。
目錄註冊必須先從舊擁有者轉移至新擁有者，才能進行處理。 傳輸程式會遵循下列步驟：
- 先前的擁有者會鎖定範圍區段，並建立其目錄項目的快照。
- 新的擁有者會要求並套用快照。
- 新任擁有者開始處理範圍內的請求。
- 先前的擁有者會收到通知並刪除快照。
復原過程
當主機當機而未能妥善移交其目錄分區時，後續的分區擁有者必須進行恢復操作。 這牽涉到：
- 查詢叢集中的所有作用中儲存桶，以取得其 Grain 註冊。
- 重建受影響範圍的目錄狀態。
- 確保不會發生重複的粒子激活。
當叢集內部成員快速變動時，也需要進行復原。 雖然叢集成員資格保證單調性，但孤立的系統可能會遺漏中繼成員資格視圖。 在這種情況下：
- 快照集傳輸已放棄。
- 將執行復原，而不是執行一般的分區對分區交接。
- 儘管缺少中繼狀態，但系統仍維持一致性。
未來針對叢集成員的改進，可能會透過確保所有環節都能看到所有視圖來減少或消除這些情況。
