架構(gòu)師-Memcached整理

Memcached是一款開源、高性能、分布式內(nèi)存對象緩存系統(tǒng)，可應(yīng)用各種需要緩存的場景，其主要目的是通過降低對Database的訪問來加速Web應(yīng)用程序。它是一個基于內(nèi)存的“鍵值對”存儲，用于存儲數(shù)據(jù)庫調(diào)用，API調(diào)用或者頁面引用結(jié)果的直接數(shù)據(jù)，如字符串、對象等。

Memcached是一款開發(fā)工具，它既不是一個代碼加速器，也不是數(shù)據(jù)庫中間鍵。其設(shè)計哲學(xué)思想如下：

  1. 簡單key/value村粗：服務(wù)器不關(guān)心數(shù)據(jù)本身的意義及結(jié)構(gòu)，只要是可序列化的數(shù)據(jù)即可。存儲項由“鍵 過期時間 可選標志及數(shù)據(jù)”四個部分組成。
  2. 功能的實現(xiàn)一半依賴于客戶端，一半依賴于服務(wù)端；客戶單端負責(zé)發(fā)送存儲型到服務(wù)端，從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)以及無法連接到服務(wù)端時采取相應(yīng)的動作；服務(wù)端負責(zé)接收、存儲數(shù)據(jù)，并負責(zé)數(shù)據(jù)項的超時過期。
  3. 各服務(wù)間彼此無視，不在服務(wù)器間進行數(shù)據(jù)同步。
  4. 0（1）的執(zhí)行效率
  5. 清理超期數(shù)據(jù)：默認情況下，Memcached是一個LRU緩存，同時，它按事先預(yù)定的時長清理數(shù)據(jù)；但是事實上，memcached不會刪除任何已緩存的數(shù)據(jù)，只是在其過期后不再為客戶所見；而且，memcached也不會真正按期限清理緩存，而僅當(dāng)get命名到達時，檢查其時長。

Memcached提供了為數(shù)不多的幾個命令來完成與服務(wù)端的交互，這些命令基于memcached的協(xié)議實現(xiàn):

  • 存儲類命令： set， add， replace， append， preprepend
  • 獲取數(shù)據(jù)類命令： get， delete， incr/decr
  • 統(tǒng)計類命令： stats， stats items， stats slabs， stats sizes
  • 清理類命令： fush_all

1. 安裝libevent

memcached依賴于libevent API，如果要編譯安裝memcached的話，需要實現(xiàn)安裝libevent-devel包。libevent主要提供epoll，select等并發(fā)庫。
libevent手動編譯安裝過程如下：

tar xf libevent-2.0.21-stable.tar.gz
cd libevent-2.0.21
./configure --prefix=/usr/local/libevent
make && make install

echo "/usr/local/libevent/lib" > /etc/ld.so.conf.d/libevent.conf
ldconfig

2. 安裝memcached

  1. 安裝memcached腳本
tar xf memcached-1.4.15.tar.gz 
cd memcached-1.4.15
./configure --prefix=/usr/local/memcached --with-libevent=/usr/local/libevent
make && make install
  1. memcached SysV的startup腳本如下所示，將其建立為/etc/init.d/memcached文件：
#!/bin/bash
#
# Init file for memcached
#
# chkconfig: - 86 14
# description: Distributed memory caching daemon
#
# processname: memcached
# config: /etc/sysconfig/memcached

. /etc/rc.d/init.d/functions

## Default variables
PORT="11211"
USER="nobody"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS=""

RETVAL=0
prog="/usr/local/memcached/bin/memcached"
desc="Distributed memory caching"
lockfile="/var/lock/subsys/memcached"

start() {
        echo -n $"Starting $desc (memcached): "
        daemon $prog -d -p $PORT -u $USER -c $MAXCONN -m $CACHESIZE -o "$OPTIONS"
        RETVAL=$?
        [ $RETVAL -eq 0 ] && success && touch $lockfile || failure
        echo
        return $RETVAL
}

stop() {
        echo -n $"Shutting down $desc (memcached): "
        killproc $prog
        RETVAL=$?
        [ $RETVAL -eq 0 ] && success && rm -f $lockfile || failure
        echo
        return $RETVAL
}

restart() {
        stop
        start
}

reload() {
        echo -n $"Reloading $desc ($prog): "
        killproc $prog -HUP
        RETVAL=$?
        [ $RETVAL -eq 0 ] && success || failure
        echo
        return $RETVAL
}

case "$1" in
  start)
        start
        ;;
  stop)
        stop
        ;;
  restart)
        restart
        ;;
  condrestart)
        [ -e $lockfile ] && restart
        RETVAL=$?
        ;;       
  reload)
        reload
        ;;
  status)
        status $prog
        RETVAL=$?
        ;;
   *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|restart|condrestart|status}"
        RETVAL=1
esac

exit $RETVAL

使用下面命令將其配置為系統(tǒng)服務(wù)：

# chmod +x /etc/init.d/memcached
# chkconfig --add memcached
# service memcached start

3. 使用telnet命令測試memcached的使用

Memcached提供一組命令用于調(diào)用其服務(wù)或查看服務(wù)器狀態(tài)等。

# telenet 127.0.0.1 11211
add命令：
add keyname flag  timeout  datasize
如：
add mykey 0 10 12
Hello world!

get命令：
get keyname
如：get mykey
VALUE mykey 0 12
Hello world!
END

4.memcached 常用選項說明

-l <ip_addr> : 指定進程監(jiān)聽的地址
-d : 以服務(wù)模式運行
-u <user_name> : 以指定的用戶運行memcached進程
-m <num>: 用于存儲數(shù)據(jù)的最大內(nèi)存空間，檔位為MB，默認為64MB;
-c <num>: 最大支持的連接數(shù)，默認為1024
-p <num>: 指定監(jiān)聽的tcp端口，默認為11211
-U <num>:  指定監(jiān)聽的udp端口，默認為11211
-t <threads> ： 用于處理入站請求的最大線程數(shù)，僅在memcached編譯時開啟了支持線程才生效
-f <num> :   設(shè)定Slab Allocator定義預(yù)定先分配內(nèi)存空間大小固定的塊時使用的增長因子。
-M： 當(dāng)內(nèi)存空間bu不夠時返回錯誤信息，而不是按LRU算法利用空間。
-n  ： 指定最小的slab chunk大?。粏挝皇亲止?jié)；
-S ：啟用sasl進行用戶認證。

安裝memcache的PHP擴展

①安裝PHP的memcache擴展

# tar xf memcache-2.2.5.tgz
# cd memcache-2.2.5
/usr/local/php/bin/phpize
# ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-memcache
# make && make install

上述安裝完后會有類似以下的提示：

Installing shared extensions:     /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20090626/

②編輯/usr/local/php/lib/php.ini，在“動態(tài)模塊”相關(guān)的位置添加如下一行來載入memcache擴展：

extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20090626/memcache.so

而后對memcached功能進行測試，在網(wǎng)站目錄中建立測試頁面test.php，添加如下內(nèi)容：

<?php
$mem = new Memcache;
$mem->connect("127.0.0.1", 11211)  or die("Could not connect");

$version = $mem->getVersion();
echo "Server's version: ".$version."<br/>\n";

$mem->set('hellokey', 'Hello World', 0, 600) or die("Failed to save data at the memcached server");
echo "Store data in the cache (data will expire in 600 seconds)<br/>\n";

$get_result = $mem->get('hellokey');
echo "$get_result is from memcached server.";         
?>

如果有輸出“Hello World is from memcached.”等信息，則表明memcache已經(jīng)能夠正常工作。

使用libmemcached的客戶端

訪問memcached的傳統(tǒng)方法是使用基于perl語言開發(fā)的Cache::memcached模塊，這個模塊在大多數(shù)perl代碼中都能良好的工作，但也有著眾所周知的性能方面的問題。libMemcached則是基于C語言開發(fā)的開源的C/C++代碼訪問memcached的庫文件，同時，它還提供了數(shù)個可以遠程使用的memcached管理工具，如memcat, memping，memstat，memslap等。

  1. 編譯安裝libmemcached
# tar xf libmemcached-1.0.2.tar.gz 
# cd libmemcached-1.0.2
# ./configure 
# make && make install
# ldconfig
  1. 客戶端工具
# memcat --servers=127.0.0.1:11211 mykey
# memping 
# memslap
# memstat

Nginx整合memcached

server {
        listen       80;
        server_name  www.magedu.com;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
                set $memcached_key $uri;
                memcached_pass     127.0.0.1:11211;
                default_type       text/html;
                error_page         404 @fallback;
        }

        location @fallback {
                proxy_pass http://172.16.0.1;
        }
}
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