Memcached學習筆記

目錄

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前言

• 此爲學習筆記彙總，若有紕漏之處，還望不吝指出，謝謝。

啓動流程

• 調用settings_init()設定初始化參數
• 從啓動命令中讀取參數來設置setting值
• 設定LIMIT參數
• 開始網絡Socket監聽，也支持UDP
• 檢查用戶身份，不容許以root運行
• 若是有socketpath存在，開啓UNIX本地鏈接，是Sock管道
• 若是以-d方式啓動，調用daemon(), 建立守護進程
• 初始化item，event，狀態信息，hash，鏈接，slab
• 如設置中managed生效，建立bucket數組
• 檢查是否須要鎖定內存頁
• 初始化信號，鏈接，刪除隊列
• 若是採用daemon方式，處理進程ID
• event開始，啓動過程結束，main函數進入循環

內存分配

分配模型

• MemCache存放的value大小是限制的，由於一個新數據過來，slab會先以page爲單位申請一塊內存，申請的內存最多就只有1M，因此value大小天然不能大於1M了

• chunk分配待會內存浪費，但也避免了管理內存碎片的問題

大小關係

• MemCache將內存空間分爲一組slab
• 每一個slab下又有若干個page，每一個page默認是1M
• 每一個page裏面包含一組chunk，chunk是真正存放數據的地方，同一個slab裏面的chunk的大小是固定的
• 有相同大小chunk的slab被組織在一塊兒，稱爲slab_class
• 鄰slab內的chunk基本以1.25爲比例進行增加，MemCache啓動時能夠用-f指定這個比例

回收機制

LRU

• 精髓：Memcached會把剛剛訪問過的item放到item列表頭部，尾部的是沒有/不多被訪問的
• 若是MemCache啓動沒有追加-M（禁止LRU，這種狀況下內存不夠會報Out Of Memory錯誤），可使用
• MemCache的LRU算法不是針對全局的，是針對slab的

步驟

• 使用slabs_alloc函數申請內存失敗，就開始淘汰數據
• 從item list尾部開始遍歷,在列表中查找一個refcount爲0的item，釋放
• 若是找不到，查找一個3小時內沒有訪問過的item
• 若是尚未，返回NULL，申請內存失敗

懶惰刪除

• memcached不會釋放已分配的內存，記錄超時後，客戶端就沒法再看見該記錄（invisible，透明）， 其存儲空間便可重複使用
• memcached內部不會監視記錄是否過時，而是在get時查看記錄的時間戳，檢查記錄是否過時。 這種技術被稱爲lazy（惰性）expiration
• 所以，memcached不會在過時監視上耗費CPU時間

特性和限制

• MemCache中能夠保存的item數據量是沒有限制的，只要內存足夠
• MemCache單進程在32位機中最大使用內存爲2G，這個以前的文章提了屢次了，64位機則沒有限制
• Key最大爲250個字節，超過該長度沒法存儲
• 單個item最大數據是1MB，超過1MB的數據不予存儲
• MemCache服務端是不安全的，好比已知某個MemCache節點，能夠直接telnet過去，並經過flush_all讓已經存在的鍵值對當即失效
• 不可以遍歷MemCache中全部的item，由於這個操做的速度相對緩慢且會阻塞其餘的操做
• MemCache的高性能源自於兩階段哈希結構：第一階段在客戶端，經過Hash算法根據Key值算出一個節點；第二階段在服務端，經過一個內部的Hash算法，查找真正的item並返回給客戶端。從實現的角度看，MemCache是一個非阻塞的、基於事件的服務器程序
• MemCache設置添加某一個Key值的時候，傳入expiry爲0表示這個Key值永久有效，這個Key值也會在30天以後失效，寫在了源碼Memcached.c中，通常不修改

Memcache::add

• bool Memcache :: add ( string $key , mixed $var [ , int $flag [ , int $expire ]] )

說明

• 若是$key不存在的時候，使用這個函數來存儲$var的值
• 功能相同的函數是memcache_add()

參數

• $key ：將要存儲的鍵值
• $var ：存儲的值，字符型和整型會按原值保存，其餘類型自動序列化之後保存
• $flag：是否用 MEMCACHE_COMPRESSED 來壓縮存儲的值， true 表示壓縮， false 表示不壓縮
• $expire：存儲值的過時時間，若是爲0表示不會過時，你能夠用unix時間戳或者描述來表示從如今開始的時間，可是你在使用秒數表示的時候，不要超過2592000秒 (表示30天)

返回值

• 若是成功則返回 TRUE，失敗則返回 FALSE
• 若是$key值已經存在，則會返回FALSE
• 其餘狀況下Memcache::add()的用法相似於Memcache::set()

Memcache::addServer

• bool Memcache::addServer ( string $host [, int $port [, bool $persistent [, int $weight [, int $timeout [, int $retry_interval [, bool $status [, callback $failure_callback ]]]]]]] )

說明

• 添加一個可供使用的服務器地址到鏈接池中，鏈接用Memcache::addServer打開
• 腳本執行完後自動關閉,或者能夠用Memcache::close()手動關閉
• 相同函數是memcache_add_server()
• 當用這個方法的時候（相對於Memcache::connect()和 Memcache::pconnect()方法），網絡鏈接只有等須要的時候纔會創建，所以不會由於增長不少的服務器到鏈接池而增長系統負擔，由於不少服務器可能沒有使用

故障恢復

• 故障恢復會發生在這個方法執行的任何階段，只要其餘的服務器是正常的，這些鏈接請求的失敗用戶不會注意到
• 任何一種socket或者memcached服務器級的錯誤能夠觸發故障恢復
• 正常的客戶端錯誤好比增長一個存在的鍵值不會引起故障恢復

參數

• $host服務器的地址
• $port服務器端口
• $persistent是不是一個持久鏈接
• $weight這臺服務器在全部服務器中所佔的權重
• $timeout鏈接的持續時間
• $retry_interval鏈接重試的間隔時間，默認爲15,設置爲-1表示不進行重試
• $status控制服務器的在線狀態
• $failure_callback容許設置一個回掉函數來處理錯誤信息

Memcache::close

• bool Memcache :: close ( void )

說明

• 關閉memcache服務器鏈接
• 這個函數不會關閉長鏈接，長鏈接只有在web服務器關閉或者重啓的時候纔會關閉
• 相同的函數memcache_close()

Memcache::connect

• bool Memcache :: connect ( string $host [ , int $port [ , int $timeout ]] )

說明

• 打開memcached服務器鏈接，創建一個到memcached服務器的鏈接，用Memcache::connect打開的鏈接會在腳本執行完畢後自動關閉
• 你也能夠用Memcache::close()去關閉鏈接
• 相同的函數是memcache_connect()

參數

• $host：指向memcached正在收聽的連接的主機，這個參數會有另外一種特殊的鏈接方式unix:///path/to/memcached.sock，即用unix的域名sockets，這種狀況下，端口必須設置爲0
• $port：指向memcached正在收聽的連接的端口，用unix的域名sockets的狀況下，端口必須設置爲0
• $timeout：用於鏈接守護進程的秒數，當你改變默認的1秒的值的時候，你須要考慮一下，若是你的鏈接太慢的話，你可能會失去緩存的優點。

memcache::debug

• bool memcache_debug ( bool $on_off )

說明

• 控制調試功能，前提是php在編譯的時候使用了-enable-debug選項，不然這個函數不會有做用

參數

• $on_off：true表示開啓調試，false表示關閉調試

返回值

• 若是php在編譯的時候使用了-enable-debug選項，返回true，不然返回false

Memcache::decrement

• int Memcache :: decrement ( string $key [ , int $value ] )

說明

• Memcache::decremen方法的做用是對保存的某個key中的值進行減法操做，用法跟Memcache::increment相似
• 也可用memcache_decrement()函數

參數

• $Key:想要減小的鍵的名字
• $Value:想要減小的值

返回值

• 若是成功，返回被減小後的值，若是失敗返回false

Memcache::delete

• bool Memcache :: delete ( string $key [ , int $timeout ] )

說明

• 一個key值，若是參數$timeout被設置，那麼存儲的值會在設置的秒數之後過時，你也能夠用函數memcache_delete()

Memcache::flush

• bool Memcache :: flush ( void )

說明

• 清除全部緩存的數據。Memcache::flush實際上沒有釋放資源，它僅僅將全部的緩存標記爲過時，這樣可使新的緩存來覆蓋被佔的內存空間
• 同樣的函數是memcache_flush()

Memcache::get

• string Memcache :: get ( string $key [ , int & $flags ] )
• array Memcache :: get ( array $keys [ , array & $flags ] )

說明

• 方法的做用是獲取一個key值，key值能夠是一個數組，結果會包含鍵值對

參數

• $key是鍵值或者一個鍵的數組值
• $flags若是這個參數存在，那麼$flags跟寫入這個參數的值相關，這些$flags 相似於Memcache::set()函數裏的$flags

返回值

• 若是成功，則返回key對應的值，若是失敗則返回false

Memcache::getExtendedStats

• array Memcache :: getExtendedStats ([ string $type [ , int $slabid [ , int $limit ]]] )

說明

• 獲取進程池中全部進程的運行系通通計
• 相同函數是 memcache_get_extended_stats()

參數

• $type表示要求返回的類型：reset, malloc, maps, cachedump, slabs, items, sizes
• $slabid第一個參數設置爲」cachedump」時使用的
• $limit第一個參數設置爲」cachedump」時使用的

Memcache::getServerStatus

• int Memcache :: getServerStatus ( string $host [ , int $port ] )

說明

• 獲取運行服務器的參數,返回一個服務器在線或者離線的狀態
• 相同的函數是memcache_get_server_status()

參數

• $host：正在收聽的鏈接的主機
• $port正在收聽的鏈接的主機的端口，默認是11211

返回值

• 成功返回服務器狀態，服務器沒有啓動會返回0，其餘數字的時候表示服務器是啓動狀態的

  Memcache::getStats

• array Memcache :: getStats ([ string $type [ , int $slabid [ , int $limit ]]] )

說明

• 返回服務器的一些運行統計信息
• 相同的函數是memcache_get_stats()

參數

• $type表示要求返回的類型：reset, malloc, maps, cachedump, slabs, items, sizes
• $slabid第一個參數設置爲」cachedump」時使用的
• $limit第一個參數設置爲」cachedump」時使用的

Memcache::getVersion

• string Memcache :: getVersion ( void )

說明

• 返回運行的Memcache的版本信息

• 相同函數memcache_get_version()

  Memcache::increment

• int Memcache :: increment ( string $key [ , int $value ] )
• 對保存的某個key中的值進行加法操做

• 用法參考Memcache::decrement

Memcache::pconnect

• bool Memcache :: pconnect ( string $host [ , int $port [ , int $timeout ]] )

說明

• 建立一個Memcache的持久鏈接對象
• 這個鏈接在腳本執行完或者Memcache::close()函數運行也不會被關閉
• 與它相同的函數是memcache_pconnect()

參數

• $host：指向memcached正在收聽的連接的主機，這個參數會有另外一種特殊的鏈接方式unix:///path/to/memcached.sock，即用unix的域名sockets，這種狀況下，端口必須設置爲0
• $port：指向memcached正在收聽的連接的端口，用unix的域名sockets的狀況下，端口必須設置爲0
• $timeout：用於鏈接守護進程的秒數，當你改變默認的1秒的值的時候，你須要考慮一下，若是你的鏈接太慢的話，你可能會失去緩存的優點

Memcache::replace

• bool Memcache :: replace ( string $key , mixed $var [ , int $flag [ , int $expire ]] )

說明

• 對一個已有的key進行覆寫操做
• 相同函數是memcache_replace()

參數

• $key ：將要存儲的鍵值
• $var ：存儲的值，字符型和整型會按原值保存，其餘類型自動序列化之後保存
• $flag：是否用 MEMCACHE_COMPRESSED 來壓縮存儲的值， true 表示壓縮， false 表示不壓縮

• $expire：存儲值的過時時間，若是爲0表示不會過時，你能夠用unix時間戳或者描述來表示從如今開始的時間，可是你在使用秒數表示的時候，不要超過2592000秒 (表示30天)

  Memcache::set

• bool Memcache :: set ( string $key , mixed $var [ , int $flag [ , int $expire ]] )

說明

• 添加一個值，若是已經存在，則覆寫
• 相同函數是memcache_set()

參數

• $key ：將要存儲的鍵值
• $var ：存儲的值，字符型和整型會按原值保存，其餘類型自動序列化之後保存
• $flag：是否用 MEMCACHE_COMPRESSED 來壓縮存儲的值， true 表示壓縮， false 表示不壓縮
• $expire：存儲值的過時時間，若是爲0表示不會過時，你能夠用unix時間戳或者描述來表示從如今開始的時間，可是你在使用秒數表示的時候，不要超過2592000秒 (表示30天)

Memcache::setCompressThreshold

• bool Memcache :: setCompressThreshold ( int $threshold [ , float $min_savings ] )

說明

• 對大於某一大小的數據進行壓縮
• 相同的函數是memcache_set_compress_threshold()

參數

• setCompressThreshold方法有兩個參數，第一個參數表示處理數據大小的臨界點，第二個參數表示壓縮的比例，默認爲0.2

Memcache::setServerParams

• bool Memcache :: setServerParams ( string $host [ , int $port [ , int $timeout [ , int $retry_interval [ , bool $status [ , callback $failure_callback ]]]]] )

說明

• 在運行時修改服務器的參數
• 相同函數是memcache_set_server_params()

參數

• $host服務器的地址
• $port服務器端口
• $timeout鏈接的持續時間
• $retry_interval鏈接重試的間隔時間，默認爲15,設置爲-1表示不進行重試
• $status控制服務器的在線狀態
• $failure_callback容許設置一個回掉函數來處理錯誤信息

參考資料

• 圖片來源於網絡
• Memcached官網
• Memcached徹底剖析