微电网管控系统中python多线程缓存与SQLite多数据库文件连接池实践总结(含源码)
1. 引言
在分散的微电网能源管理场景中,系统采用集中式云平台模式,为100个独立微电网用户提供高并发数据写入服务面临三大挑战:用户数据隔离、I/O性能瓶颈、多线程安全性。本文揭示一种新式的分片锁+三级缓存+sqlite多数据库文件连接池架构,在保持SQLite轻量级优势的同时,实现较高的TPS(Transactions Per Second)的写入性能。为保证系统的 高并发性能 与 数据隔离安全性,采用了以下设计原则:
- 每个微电网用户独立的 SQLite3 数据库文件(共 100 个),保证数据隔离。
- 数据库连接池机制,确保 SQLite3 在多线程下的稳定性与性能。
- 多线程+缓存队列设计,提升写入效率,避免高并发下的阻塞。
- 缓存阈值控制,实现数据批量写入,降低磁盘 I/O 频率。
2. 整体架构设计
系统使用多线程技术控制数据缓存,数据缓存采用三级架构,将锁粒度从全局降至用户级,数据持久化部分采用 三层结构: