Performance metrics-driven context caching has a profound impact on throughput and response time in distributed context management systems for real-time context queries. This paper proposes a reinforcement learning based approach to adaptively cache context with the objective of minimizing the cost incurred by context management systems in responding to context queries. Our novel algorithms enable context queries and sub-queries to reuse and repurpose cached context in an efficient manner. This approach is distinctive to traditional data caching approaches by three main features. First, we make selective context cache admissions using no prior knowledge of the context, or the context query load. Secondly, we develop and incorporate innovative heuristic models to calculate expected performance of caching an item when making the decisions. Thirdly, our strategy defines a time-aware continuous cache action space. We present two reinforcement learning agents, a value function estimating actor-critic agent and a policy search agent using deep deterministic policy gradient method. The paper also proposes adaptive policies such as eviction and cache memory scaling to complement our objective. Our method is evaluated using a synthetically generated load of context sub-queries and a synthetic data set inspired from real world data and query samples. We further investigate optimal adaptive caching configurations under different settings. This paper presents, compares, and discusses our findings that the proposed selective caching methods reach short- and long-term cost- and performance-efficiency. The paper demonstrates that the proposed methods outperform other modes of context management such as redirector mode, and database mode, and cache all policy by up to 60% in cost efficiency.


翻译:业绩指标驱动的环境缓存对分布式背景管理系统中用于实时查询的量值和反应时间有着深刻的影响。本文件建议对适应性缓存背景进行强化学习方法,目的是最大限度地减少背景管理系统对背景查询的反应成本。我们的新算法使得背景查询和子查询能够高效地再利用和重新利用缓存背景。这一方法与传统的数据缓存方法有三大特点。首先,我们利用事先没有的上下文知识或上下文查询负荷来进行选择性背景缓存接收。第二,我们开发并纳入创新的超常模型,以计算在决策时缓存一个项目的预期性能。第三,我们的战略确定了一个时间意识连续缓存行动空间。我们提出了两个强化学习剂,一个价值函数,用深刻的确定性能政策梯度方法来评估行为和缓存背景,以补充我们的目标。我们的方法是使用合成式背景的子目录负荷和根据真实的短期成本选择数据采集的合成数据。我们提出了最佳适应性调整模式,在选择性模型中,我们进一步研究了其他的绩效模型,在模型中,我们用最佳的调整性格式和选择性模型来分析。

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