高性能的分布式内存对象缓存系统--Memcached详解

Posted 2021-05-02 嗨码歌

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了高性能的分布式内存对象缓存系统--Memcached详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Memcached 是什么？

Memcached能够做什么？

为什么需要Memcached？

学习新知识，亘古不变的三原则。

1.Memcached简单概述

高性能的分布式内存对象缓存系统--Memcached详解

2、Memcached的操作高性能的分布式内存对象缓存系统--Memcached详解

3、Memcached的注意事项高性能的分布式内存对象缓存系统--Memcached详解

纯享文字版

一、Memcached 是什么？

l Memcached 是一个基于内存的 key-value非关系型数据库

1、通过 Key 存值

2、通过 Key 取值

l Memcached是一个能够通过 API 访问的共享服务

二、Memcached做什么？

l 缓存

1、数据存储：提高查询性能，缓解数据库压力；

2、用户认证token和 session 存储，分布式情况下可以将用户认证的 token 和 session 存入 Memcached 中达到共用；

3、API 调用和结果计算：比如在电商网站中的秒杀和抢购这种高并发情况下，可以讲商品的库存写入 Memcached, 然后调用 Memcached 的 decr 命令进行减法运算，decr 是原子操作，因此线程安全。

三、为什么需要 Memcached

提高系统性能：Memcached 是内存数据库，性能非常高

l 降低应用成本：Memcached 是免费开源的，而且构建非常简单

四、Memcached客户端操作

1、客户端

l Java客户端

1. Memcached Client for Java

2. Spymemcached

3. XMemcached

l Python客户端

1. pymemcache

2. python-memcached

2、使用方式

l 读取数据

先判断Memcached是否存在value

a) 存在：直接获取使用

b) 不存在：先从数据库中获取，然后再写入Memcached

l 写入数据

1. 更新数据：高并发情况下，使用 CAS 进行更新

2. 添加数据：可以采用任务队列，从后台写入

3、Xmemcached 操作

a) Maven导入依赖包：

<dependency>
    <groupId>com.googlecode.xmemcachedgroupId>
    <artifactId>xmemcachedartifactId>
    <version>2.4.5version>
dependency>

b) API 介绍

public static void main(String[] args) throws Exception {
    XMemcachedClient client =
            new XMemcachedClient("192.168.2.110", 11211);

    // 设置 key-value, set(key, expireTime-单位秒, value, timeout-单位毫秒)
    // 若key存在就会覆盖
    boolean isSuccess = client.set("key", 3600, "value", 1000);

    // 当key存在会返回 false
    isSuccess = client.add("key", 3600, "value", 1000);

    // 当key存在会覆盖，不存在false
    isSuccess = client.replace("key", 3600, "value", 1000);

    // 获取值，超时时间1秒
    String value = client.get("key", 1000);

    // 删除值
    boolean isDeleted = client.delete("key");

}

4、pymemcache客户端

a) 安装模块pip install pymemcache

b) API 介绍

from pymemcache.client.base import Client
c = Client(server=('192.168.2.110', 11211))

# key、value 为字符串，expire单位秒,
# noreply: 为 True直接返回提高性能，默认情况下改属性在“set”, “add”, “replace”, “append”,
# “prepend”, “delete”操作时是开启的，“cas”, “incr”, “decr”操作时关闭的
is_success = c.set(key="key", value="value", expire=3600, noreply=True)

is_success = c.add(key="key", value="value", expire=3600)

is_success = c.replace(key="key", value="value", expire=3600)

is_success = c.delete(key="key")

5、原子操作

Memcached 对单个命令是原子操作：

如果针对同一个Item发送一个set命令和一个get命令，这两个命令之间是不会有影响的。即使是在多线程环境下，所有的命令也都是原子性的，但是我们要注意单个命令是原子性的，但是命令和命令之间的序列不是原子性的。例如使用get命令获取一个Item，然后通过set命令修改该Item，这个时候Memcached是无法保证该Item的值或其他属性不会被其他的进程修改的。同理，在并发环境下，当前线程也可能会修改其他进程set的Item。

怎样解决？

第一步：通过gets命令查询某个Item的话，Memcached会返回一个该Item的当前值的唯一标示。

第二步：通过cas命令更新的值和唯一标示一起发送到Memcached。如果当前Item的唯一标示和cas提供的唯一标示一样，那么写操作就成功；如果其他线程修改了Item，那么该唯一标示就改变了，那么写操作就失败。

Java 代码：
// 先获取值
GetsResponse response = client.gets("key");
long cas = response.getCas();
// 执行 cas 操作
client.cas("key", 3600, "value", 1000, cas);

Python 代码：

value, cas = c.gets("key")
c.cas(key="key", value="new_value", cas=cas, timeout=3600, noreply=False)