memcached详解

 

Memcached是什么?

Memcached是高性能的,分布式的内存对象缓存系统,用于在动态应用中减少数据库负载,提升访问速度。

MemcachedDanga Interactive开发,用于提升LiveJournal.com访问速度的。LJ每秒动态页面访问量几千次,用户700万。Memcached将数据库负载大幅度降低,更好的分配资源,更快速访问。

如何使用memcached-Server?

在服务端运行:

# ./memcached -d -m 2048 -l 10.0.0.40 -p 11211

这将会启动一个占用2G内存的进程,并打开11211端口用于接收请求。由于32位系统只能处理4G内存的寻址,所以在大于4G内存使用PAE32位服务器上可以运行2-3个进程,并在不同端口进行监听。

如何使用memcached-Client?

在应用端包含一个用于描述ClientClass后,就可以直接使用,非常简单。

PHP Example:

$options[servers] = array(192.168.1.41:11211, 192.168.1.42:11212);

$options[debug] = false;

$memc = new MemCachedClient($options);

$myarr = array(one,two, 3);

$memc->set(key_one, $myarr);

$val = $memc->get(key_one);

print $val[0]./n; // prints ‘one‘

print $val[1]./n; // prints ‘two‘

print $val[2]./n; // prints 3

为什么不使用数据库做这些?

暂且不考虑使用什么样的数据库(MS-SQL, Oracle, Postgres, MysQL-InnoDB, etc..), 实现事务(ACIDAtomicity, Consistency, Isolation, and Durability )需要大量开销,特别当使用到硬盘的时候,这就意味着查询可能会阻塞。当使用不包含事务的数据库(例如Mysql-MyISAM),上面的开销不存在,但读线程又可能会被写线程阻塞。

Memcached从不阻塞,速度非常快。

为什么不使用共享内存?

最初的缓存做法是在线程内对对象进行缓存,但这样进程间就无法共享缓存,命中率非常低,导致缓存效率极低。后来出现了共享内存的缓存,多个进程或者线程共享同一块缓存,但毕竟还是只能局限在一台机器上,多台机器做相同的缓存同样是一种资源的浪费,而且命中率也比较低。

Memcached ServerClients共同工作,实现跨服务器分布式的全局的缓存。并且可以与Web Server共同工作,Web ServerCPU要求高,对内存要求低,Memcached ServerCPU要求低,对内存要求高,所以可以搭配使用。

Mysql 4.x的缓存怎么样?

Mysql查询缓存不是很理想,因为以下几点:

当指定的表发生更新后,查询缓存会被清空。在一个大负载的系统上这样的事情发生的非常频繁,导致查询缓存效率非常低,有的情况下甚至还不如不开,因为它对cache的管理还是会有开销。

32位机器上,Mysql对内存的操作还是被限制在4G以内,但memcached可以分布开,内存规模理论上不受限制。

Mysql上的是查询缓存,而不是对象缓存,如果在查询后还需要大量其它操作,查询缓存就帮不上忙了。

如果要缓存的数据不大,并且查询的不是非常频繁,这样的情况下可以用Mysql 查询缓存,不然的话memcached更好。

数据库同步怎么样?

这里的数据库同步是指的类似Mysql Master-Slave模式的靠日志同步实现数据库同步的机制。

你可以分布读操作,但无法分布写操作,但写操作的同步需要消耗大量的资源,而且这个开销是随着slave服务器的增长而不断增长的。

下一步是要对数据库进行水平切分,从而让不同的数据分布到不同的数据库服务器组上,从而实现分布的读写,这需要在应用中实现根据不同的数据连接不同的数据库。

当这一模式工作后(我们也推荐这样做),更多的数据库导致更多的让人头疼的硬件错误。

Memcached可以有效的降低对数据库的访问,让数据库用主要的精力来做不频繁的写操作,而这是数据库自己控制的,很少会自己阻塞 自己。

Memcached快吗?

非常快,它使用libevent,可以应付任意数量打开的连接(使用epoll,而非poll),使用非阻塞网络IO,分布式散列对象到不同的服务器,查询复杂度是O(1)

参考资料:

Distributed Caching with Memcached | Linux Journal

http://www.danga.com/

肖理达 (KrazyNio AT hotmail.com), 2006.04. 06, 转载请注明出处

一、memcached 简介

在很多场合,我们都会听到 memcached 这个名字,但很多同学只是听过,并没有用过或实际了解过,只知道它是一个很不错的东东。这里简单介绍一下,memcached 是高效、快速的分布式内存对象缓存系统,主要用于加速 WEB 动态应用程序。

二、memcached 安装

首先是下载 memcached 了,目前最新版本是 1.1.12,直接从官方网站即可下载到 memcached-1.1.12.tar.gz。除此之外,memcached 用到了 libevent,我下载的是 libevent-1.1a.tar.gz

接下来是分别将 libevent-1.1a.tar.gz memcached-1.1.12.tar.gz 解开包、编译、安装:

# tar -xzf libevent-1.1a.tar.gz

# cd libevent-1.1a

# ./configure –prefix=/usr

# make

# make install

# cd ..

# tar -xzf memcached-1.1.12.tar.gz

# cd memcached-1.1.12

# ./configure –prefix=/usr

# make

# make install

安装完成之后,memcached 应该在 /usr/bin/memcached

三、运行 memcached 守护程序

运行 memcached 守护程序很简单,只需一个命令行即可,不需要修改任何配置文件(也没有配置文件给你修改 ):

/usr/bin/memcached -d -m 128 -l 192.168.1.1 -p 11211 -u httpd

参数解释:

-d 以守护程序(daemon)方式运行 memcached

-m 设置 memcached 可以使用的内存大小,单位为 M

-l 设置监听的 IP 地址,如果是本机的话,通常可以不设置此参数;

-p 设置监听的端口,默认为 11211,所以也可以不设置此参数;

-u 指定用户,如果当前为 root 的话,需要使用此参数指定用户。

当然,还有其它参数可以用,man memcached 一下就可以看到了。

四、memcached 的工作原理

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。PHP 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。

三、PHP 如何作为 memcached 客户端

有两种方法可以使 PHP 作为 memcached 客户端,调用 memcached 的服务进行对象存取操作。

第一种,PHP 有一个叫做 memcache 的扩展,Linux 下编译时需要带上 –enable-memcache[=DIR] 选项,Window 下则在 php.ini 中去掉 php_memcache.dll 前边的注释符,使其可用。

除此之外,还有一种方法,可以避开扩展、重新编译所带来的麻烦,那就是直接使用 php-memcached-client

本文选用第二种方式,虽然效率会比扩展库稍差一些,但问题不大。

四、PHP memcached 应用示例

首先 下载 memcached-client.php,在下载了 memcached-client.php 之后,就可以通过这个文件中的类“memcached” memcached 服务进行操作了。其实代码调用非常简单,主要会用到的方法有 add()get()replace() delete(),方法说明如下:

add ($key, $val, $exp = 0)

memcached 中写入对象,$key 是对象的唯一标识符,$val 是写入的对象数据,$exp 为过期时间,单位为秒,默认为不限时间;

get ($key)

memcached 中获取对象数据,通过对象的唯一标识符 $key 获取;

replace ($key, $value, $exp=0)

使用 $value 替换 memcached 中标识符为 $key 的对象内容,参数与 add() 方法一样,只有 $key 对象存在的情况下才会起作用;

delete ($key, $time = 0)

删除 memcached 中标识符为 $key 的对象,$time 为可选参数,表示删除之前需要等待多长时间。

下面是一段简单的测试代码,代码中对标识符为 ‘mykey’ 的对象数据进行存取操作:

PHP代码:

// 包含 memcached 类文件

require_once(memcached-client.php);

// 选项设置

$options = array(

   servers => array(192.168.1.1:11211′), //memcached 服务的地址、端口,可用多个数组元素表示多个 memcached 服务

   debug => true, //是否打开 debug

   compress_threshold => 10240, //超过多少字节的数据时进行压缩

   persistant => false //是否使用持久连接

   );

// 创建 memcached 对象实例

$mc = new memcached($options);

// 设置此脚本使用的唯一标识符

$key = mykey;

// memcached 中写入对象

$mc->add($key, some random strings);

$val = $mc->get($key);

echo n.str_pad($mc->add() , 60, _).n;

var_dump($val);

// 替换已写入的对象数据值

$mc->replace($key, array(some=>haha, array=>xxx));

$val = $mc->get($key);

echo n.str_pad($mc->replace() , 60, _).n;

var_dump($val);

// 删除 memcached 中的对象

$mc->delete($key);

$val = $mc->get($key);

echo n.str_pad($mc->delete() , 60, _).n;

var_dump($val);

?>

是不是很简单,在实际应用中,通常会把数据库查询的结果集保存到 memcached 中,下次访问时直接从 memcached 中获取,而不再做数据库查询操作,这样可以在很大程度上减轻数据库的负担。通常会将 SQL 语句 md5() 之后的值作为唯一标识符 key。下边是一个利用 memcached 来缓存数据库查询结果集的示例(此代码片段紧接上边的示例代码):

PHP代码:

$sql = SELECT * FROM users;

$key = md5($sql); //memcached 对象标识符

if ( !($datas = $mc->get($key)) ) {

   // memcached 中未获取到缓存数据,则使用数据库查询获取记录集。

   echo n.str_pad(Read datas from MySQL., 60, _).n;

   $conn = mysql_connect(localhost, test, test);

   mysql_select_db(test);

   $result = mysql_query($sql);

   while ($row = mysql_fetch_object($result))

   $datas[] = $row;

   // 将数据库中获取到的结果集数据保存到 memcached 中,以供下次访问时使用。

   $mc->add($key, $datas);

} else {

   echo n.str_pad(Read datas from memcached., 60, _).n;

}

var_dump($datas);

可以看出,使用 memcached 之后,可以减少数据库连接、查询操作,数据库负载下来了,脚本的运

获取 SESSION 数据,并将此数据保存到 memcached 中,供下次使行速度也提高了。

之前我曾经写过一篇名为《PHP 实现多服务器共享 SESSION 数据》文章,文中的 SESSION 是使用数据库保存的,在并发访问量大的时候,服务器的负载会很大,经常会超出 MySQL 最大连接数,利用 memcached,我们可以很好地解决这个问题,工作原理如下:

用户访问网页时,查看 memcached 中是否有当前用户的 SESSION 数据,使用 session_id() 作为唯一标识符;如果数据存在,则直接返回,如果不存在,再进行数据库连接,

用;

当前的 PHP 运行结束(或使用了 session_write_close())时,会调用 My_Sess::write() 方法,将数据写入数据库,这样的话,每次仍然会有数据库操作,对于这个方法,也需要进行优化。使用一个全局变量,记录用户进入页面时的 SESSION 数据,然后在 write() 方法内比较此数据与想要写入的 SESSION 数据是否相同,不同才进行数据库连接、写入数据库,同时将 memcached 中对应的对象删除,如果相同的话,则表示 SESSION 数据未改变,那么就可以不做任何操作,直接返回了;

那么用户 SESSION 过期时间怎么解决呢?记得 memcached add() 方法有个过期时间参数 $exp 吗?把这个参数值设置成小于 SESSION 最大存活时间即可。另外别忘了给那些一直在线的用户延续 SESSION 时长,这个可以在 write() 方法中解决,通过判断时间,符合条件则更新数据库数据。

五、相关资源

memcached 官方网站

PHP memcached client

下载 memcached-client.php

    原文作者:memcached
    原文地址: https://www.cnblogs.com/williamzhao/archive/2010/03/05/2410599.html
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