PHP和Python基于UDP协议操作memcached

Posted 2021-04-15 虞大胆的叽叽喳喳

在写完这篇文章后，我重新燃起了对 memcached 的兴趣，在新浪博客的时候，我们很早就使用了 memcached，但由于大部分服务使用了 squid 缓存，所以 memcached 没有大规模使用，十年过去了，我对 memcached 的认知也越来越肤浅了，乘着这次机会，我重新看了一遍 memcached 官方 wiki，打算写几篇文章回顾下，今天聊第一个话题，那就是如何基于 UDP 协议操作 memcached。

首先 memcached 支持 TCP 和 UDP 协议，至于两者的差别不是本文的重点，本文主要讲解如何在 php 和 Python 中以 UDP 协议的方式操作 memcached。

memcached 服务如何开启 UDP

由于出现过 memcached UDP 反射攻击，所以很多 linux 发行版默认启动的是关闭 UDP 端口的，如果你想开启，可以执行下列命令：

$ memcached -m 64 -p 11212 -U 11211 -u memcache -l 127.0.0.1

-U 参数表示指定 UDP 端口，如果 -U 参数的值为0 表示关闭 UDP 端口。

一旦执行上列命令，表示 memcached 服务器端同时监听 11211 的 UDP 和 TCP 端口，通过下列命令可看出：

$ netstat -an | grep 11211
tcp 0 0 127.0.0.1:11211 0.0.0.0:* LISTEN     
udp 0 0 127.0.0.1:11211 0.0.0.0:*

命令行 UDP 连接 memcached

在 Linux 中，telnet 只能运行于 TCP 模式，所以为了演示，只能采用 nc 命令行。UDP 操作 memcached，在操作数据的时候必须增加一个 frame 头，后续的数据格式和 TCP 操作 memcached 一样，查看官方手册：

The frame header is 8 bytes long, as follows (all values are 16-bit integers
in network byte order, high byte first):

0-1 Request ID.
2-3 Sequence number.
4-5 Total number of datagrams in this message.
6-7 Reserved for future use; must be 0.

为了说的简单点，可以执行下列命令，以 UDP 协议操作 memcached：

$ printf '\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00stats\r\n' | nc -u 127.0.0.1 11211 
$ printf '\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00set v 0 0 1\r\nx\r\n' | nc -u 127.0.0.1 11211 
$ printf '\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00get v\r\n' | nc -u 127.0.0.1 11211

PHP 以 UDP 协议操作 memcached

php-memcached 扩展也支持 UDP 协议操作 memcached，但并不鼓励，所以官方文档介绍 UDP 操作非常少,我也是查了官方的 Issues 才明白的。另外即使支持，UDP 操作也有限制，比如 set 命令支持 UDP 协议，但 get 命令就不支持，至于原因，大家可以思考下，后续我会简单说一说。

先看代码：

$m_udp = new Memcached();
# 使用 UDP 协议模式
$m_udp->setOption(Memcached::OPT_USE_UDP, true);
# 注意，支持文本模式的协议，而非二进制协议
$m_udp->setOption(Memcached::OPT_BINARY_PROTOCOL, false);

$m_udp->addServer('127.0.0.1', 11211, 1);

echo $m_udp->get('y');
var_dump($m_udp->getResultMessage());

输出 string(20) “ACTION NOT SUPPORTED”，可以看出 php-memcached 扩展做了限制，不允许 UDP 协议操作 get 命令。

$m_udp->set('y',"ok");
var_dump($m_udp->getResultMessage());
$m_tcp =new Memcached();
# 切换为默认的 TCP 连接方式
$m_tcp->addServer('127.0.0.1', 11211, 1);
echo $m_tcp->get("y");

执行完毕，成功输出 ok。

Python 以 UDP 协议操作 memcached

Python 有专门的包基于 UDP 协议操作 memcached，这就是 python-memcached-udp 包，安装后，演示一个例子：

client = memcached_udp.Client([('localhost', 11211)])
client.set('key1', 'value1')
r = client.get('key1')
print (r)

大家可以看看这个包的源代码，非常有意思，可以学到很多 memcached 命令知识。

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