Memcached

Posted 2020-10-10 狼途

1》Memcached概述：

                  Memcached是一个免费的开源的、高性能的、具有分布式内存对象的缓存系统，它通过减轻数据库负载加速动态WEB应用；

            1>Memcached和数据库交互流程

                          

                                 

　　　　　　　　(1)、检查客户端请求的数据是在Memcached中存在，如果存在，直接把请求的数据返回，不再对数据进行任何操作;

　　　　　　　　(2)、如果请求的数据不再Memcache中，就去查询数据库，把从数据库中获取的数据返回给客户端，同时把数据缓存一份到Memcahe中;

　　　　　　　　(3)、每次更新数据库(如果更新、删除数据库的数据)的同时更新Memcache中的数据，保证Memcache中的数据数据库中的数据一致;

　　　　　　　　(4)、当分配的Memcache内存空间用完之后，会使用LRU(Least Recetnly Used 最近最少使用)策略加到期失效策略，失效的数据首先被替换掉，然后                                     再替换掉最近使用的数据;

                2>Memached特征如下:                             

　　　　　　Memcached作为高性能的缓存服务器，具有如下特征:

　　　　　　  (1)、协议简单

　　　　　　　　　　   Memcahed的协议实现比较简单，使用的是基于文本的协议，能直接通过telnet在服务器上存取数据.

　　　　  　　(2)、基于libevent的处理

　　　　　　　　　　　Libevent使一套利用C开发的程序库，它将BSD系统kqueue Linux系统的epoll等事件处理功能封装成一个接口，确保即使服务端的链接数增加                                  也能发挥很好的性能.Memcached利用这个库进行异步事件处理;

　　　　　　  (3)、内置的内存管理方式

　　　　　　　　　　   当内存但终得数据空间沾满时，使用LRU算法自动删除不使用的缓存，即重用过期数据的内存空间，Memcahed的为缓存系统设计的.没有考虑                                 数据的容灾问题，和机器的内存一样，重启机器数据将会丢失;

　　　　　　  (4)、互不通信的Memcached之间有分布特征

　　　　　　　　　　  各个Memcahed服务器之间相互不通信，都是独立的存取数据，不共享任何信息，通过对客户端的设计，让Memcahed具有分布式，能支持海量                                  缓存的大规模一个应用;

                3>Memached原理:                          

                             Memcahed 是一种C/S模式，在服务器端启动服务守护进程，此时可以指定监听的IP地址，首先 memcached 是以守护程序方式运行于一个或多个服                     务器中，随时接受客户端的连接操作，客户端可以由各种语言编写，目前已知的客户端 API 包括 Perl/php/Python/Ruby/Java/C#/C 等等。客户端在                               与 memcached 服务建立连接之后，接下来的事情就是存取对象了，每个被存取的对象都有一个唯一的标识符 key，存取操作均通过这个 key 进行，保存                       到memcached 中的对象实际上是放置内存中的，并不是保存在 cache 文件中的，这也是为什么 memcached 能够如此高效快速的原因。注意，这些对象                       并不是持久的，服务停止之后，里边的数据就会丢失。

                             与许多 cache 工具类似，Memcached 的原理并不复杂。它采用了C/S的模式，在 server 端启动服务进程，在启动时可以指定监听的 ip，自己的端口                     号，所使用的内存大小等几个关键参数。一旦启动，服务就一直处于可用状态。Memcached 的目前版本是通过C实现，采用了单进程，单线程，异步                            I/O，基于事件 (event_based) 的服务方式.使用libevent 作为事件通知实现。多个 Server 可以协同工作，但这些 Server 之间是没有任何通讯联系的，每                        个 Server 只是对自己的数据进行管理。Client 端通过指定 Server 端的 ip 地址(通过域名应该也可以)。需要缓存的对象或数据是以 key->value对的形式保                      存在Server端。key 的值通过 hash 进行转换，根据 hash 值把 value 传递到对应的具体的某个 Server 上。当需要获取对象数据时，也根据 key 进行。首先                    对 key 进行 hash，通过获得的值可以确定它被保存在了哪台 Server 上，然后再向该 Server 发出请求。Client 端只需要知道保存 hash(key) 的值在哪台服                    务器上就可以了。

                   其实说到底，memcache 的工作就是在专门的机器的内存里维护一张巨大的 hash 表，来存储经常被读写的一些数组与文件，从而极大的提高网站的运行效                     率。

2》Memcahed的安装

              1>安装libevnet                           

                           Memcache用到了libevent这个库用于Socket的处理，所以还需要安装libevent。（如果你的系统已经安装了libevent，可以不用安装

　　　　　　　　#wget http://cloud.github.com/downloads/libevent/libevent/libevent-2.0.21-stable.tar.gz                           

　　　　　　　　# ls /usr/lib | grep libevent

　　　　　　　　# mkdir /opt/tmp && cd /opt/tmp

　　　　　　　　# mv /libevent-2.0.21-stable.tar.gz /opt/tmp

　　　　　　　　# tar -xvf libevent-2.0.21-stable.tar.gz

　　　　　　　　# cd libevent-2.0.21-stable

　　　　　　　　# ./configure --prefix=/usr/local  && make && make install

              2>安装memcached                              

　　　　　　　　# wget http://www.danga.com/memcached/dist/memcached-1.4.0.tar.gz

　　　　　　　　# tar -xvf memcached-1.4.0.tar.gz && cd memcached-1.4.0

　　　　　　　　# ./configure --with-libevent=/usr/local && make && make install

　　　　　　　　# ls -al /usr/local/bin/memcached 检测是否安装成功

3》启动memcached                   

　　　　　　/usr/local/bin/memcached -d -m 10 -u root -l 127.0.0.1 -p 12000 -c 512 -P /tmp/memcached.pid

　　　　　　-d选项是启动一个守护进程，

　　　　　　-m是分配 给Memcache使用的内存数量，单位是MB，我这里是10MB，正常来说都分1024或者根据业务来分

　　　　　　-u是运行Memcache的用户，我这里是root，

　　　　　　-l是监听的服务器IP地址，如果有多个地址的话，我这里指定了服务器的IP地址192.168.0.200，

　　　　　　-p是设置Memcache监听的端口，我这里设置了12000，最好是1024以上的端口，

　　　　　　-c选项是最大运行的并发连接数，默认是1024，我这里设置了256，按照你服务器的负载量来设定，

　　　　　　-P是设置保存Memcache的pid文件，我这里是保存在 /tmp/memcached.pid

          安装好mamcache，启动服务时出现 error while loading shared libraries: libevent-2.0.so.5: cannot open shared object file: No such file or directory  

           解决方案 ：http://www.th7.cn/system/lin/201509/130606.shtml

                             ln -s /usr/local/lib/libevent.so /usr/lib/libevent-2.0.so.5

4》Memcahed测试

                      

                       

　　　　set test 0 0 3    向test当中存储数据

　　　　123   　　　　  输入的key为test存入数据

　　　　STORED          返回set结果

　　　　get test  　       获取数据

　　　　VALUE test 0 3

　　　　123 　　　　     取得key为test中的数据

　　　　incr test 1 　　  数据 增加1

　　　　124

　　　　decr test 2　　  数据减少2

　　　　122

　　　　 quit

5》重启

　　　　# kill `cat /tmp/memcached.pid`

6》Memcahed分布式部署概念

              1>方案   

　　　　　　  通常较小的应用一台Memcached服务器就可以满足需求，但是大中型项目可能就需要多台Memcached服务器了，这就牵涉到一个分布式部署的问题。

　　　　对于多台Memcached服务器，怎么确定一个数据应该保存到哪台服务器呢？有两种方案，一是普通Hash分布，二是一致性Hash分布,下面详细说明:

　　　　跟DB的Amoeba一样这里通过Hash算法后进行取模 % 2分布到 server1, server2                 

<?php

/**

* 普通Hash分布

*/

//Hash函数

function mHash($key){

    $md5 = substr(md5($key), 0, 8);

    $seed = 31;

    $hash = 0;

    for($i = 0; $i < 8; $i++){

        $hash = $hash * $seed + ord($md5{$i});

        $i++;

    }

    return $hash & 0x7FFFFFFF;

}

//假设有2台Memcached服务器

$servers = array(

    array(\'host\' => \'192.168.1.1\', \'port\' => 11211),

    array(\'host\' => \'192.168.1.1\', \'port\' => 11211)

);

$key = \'MyBlog\';

$value = \'http://blog.phpha.com\';

$sc = $servers[mHash($key) % 2];

$memcached = new Memcached($sc);

$memcached->set($key, $value);

?>

************Memcached命令使用推荐博客：http://www.cnblogs.com/jeffwongishandsome/archive/2011/11/06/2238265.html