memcache

Memcache是什麼
Memcache是danga.com的一個項目，最先是爲 LiveJournal 服務的，目前全世界很多人使用這個緩存項目來構建本身大負載的網站，來分擔數據庫的壓力。
它能夠應對任意多個鏈接，使用非阻塞的網絡IO。因爲它的工做機制是在內存中開闢一塊空間，而後創建一個HashTable，Memcached自管理這些HashTable。
Memcache官方網站：http://www.danga.com/memcached，更多詳細的信息能夠來這裏瞭解 

爲何會有Memcache和memcached兩種名稱？
其實Memcache是這個項目的名稱，而memcached是它服務器端的主程序文件名，知道個人意思了把~~~~。一個是項目名稱，一個是主程序文件名，在網上看到了不少人不明白，因而混用了。

Memcache的安裝
分爲兩個過程：memcache服務器端的安裝和memcached客戶端的安裝。
所謂服務器端的安裝就是在服務器（通常都是linux系統）上安裝Memcache實現數據的存儲
所謂客戶端的安裝就是指php（或者其餘程序，Memcache還有其餘不錯的api接口提供）去使用服務器端的Memcache提供的函數，須要php添加擴展。

具體的配置你們能夠參考：
Linux下的Memcache安裝：http://www.ccvita.com/index.php/257.html
Windows下的Memcache安裝：http://www.ccvita.com/index.php/258.html
Memcache基礎教程：http://www.ccvita.com/index.php/259.html

PHP的Memcache

< ?php
//鏈接
$mem = new Memcache;
$mem->connect("192.168.0.200", 12000);

//保存數據
$mem->set('key1', 'This is first value', 0, 60);
$val = $mem->get('key1');
echo "Get key1 value: " . $val ."<br />";

//替換數據
$mem->replace('key1', 'This is replace value', 0, 60);
$val = $mem->get('key1');
echo "Get key1 value: " . $val . "<br />";

//保存數組
$arr = array('aaa', 'bbb', 'ccc', 'ddd');
$mem->set('key2', $arr, 0, 60);
$val2 = $mem->get('key2');
echo "Get key2 value: ";
print_r($val2);
echo "<br />";

//刪除數據
$mem->delete('key1');
$val = $mem->get('key1');
echo "Get key1 value: " . $val . "<br />";

//清除全部數據
$mem->flush();
$val2 = $mem->get('key2');
echo "Get key2 value: ";
print_r($val2);
echo "<br />";

//關閉鏈接
$mem->close();
?>
若是正常的話，瀏覽器將輸出：
Get key1 value: This is first value
Get key1 value: This is replace value
Get key2 value: Array ( [0] => aaa [1] => bbb [2] => ccc [3] => ddd )
Get key1 value:
Get key2 value:

程序代碼分析

初始化一個Memcache的對象：
$mem = new Memcache;

鏈接到咱們的Memcache服務器端，第一個參數是服務器的IP地址，也能夠是主機名，第二個參數是Memcache的開放的端口：
$mem->connect("192.168.0.200", 12000);

保存一個數據到Memcache服務器上，第一個參數是數據的key，用來定位一個數據，第二個參數是須要保存的數據內容，這裏是一個字符串，第三個參數是一個標記，通常設置爲0或者MEMCACHE_COMPRESSED就好了，第四個參數是數據的有效期，就是說數據在這個時間內是有效的，若是過去這個時間，那麼會被Memcache服務器端清除掉這個數據，單位是秒，若是設置爲0，則是永遠有效，咱們這裏設置了60，就是一分鐘有效時間：
$mem->set(‘key1‘, ‘This is first value’, 0, 60);

從Memcache服務器端獲取一條數據，它只有一個參數，就是須要獲取數據的key，咱們這裏是上一步設置的key1，如今獲取這個數據後輸出輸出：
$val = $mem->get(’key1′);
echo "Get key1 value: " . $val;

如今是使用replace方法來替換掉上面key1的值，replace方法的參數跟set是同樣的，不過第一個參數key1是必須是要替換數據內容的key，最後輸出了：
$mem->replace(‘key1′, ‘This is replace value’, 0, 60);
$val = $mem->get(‘key1′);
echo "Get key1 value: " . $val;

一樣的，Memcache也是能夠保存數組的，下面是在Memcache上面保存了一個數組，而後獲取回來並輸出
$arr = array(‘aaa’, ‘bbb’, ‘ccc’, ‘ddd’);
$mem->set(‘key2′, $arr, 0, 60);
$val2 = $mem->get(‘key2′);
print_r($val2);

如今刪除一個數據，使用delte接口，參數就是一個key，而後就可以把Memcache服務器這個key的數據刪除，最後輸出的時候沒有結果
$mem->delete(‘key1′);
$val = $mem->get(‘key1′);
echo "Get key1 value: " . $val . "<br>";

最後咱們把全部的保存在Memcache服務器上的數據都清除，會發現數據都沒有了，最後輸出key2的數據爲空，最後關閉鏈接
$mem->flush();
$val2 = $mem->get(‘key2′);
echo "Get key2 value: ";
print_r($val2);
echo "<br>";

Memcache的使用
使用Memcache的網站通常流量都是比較大的，爲了緩解數據庫的壓力，讓Memcache做爲一個緩存區域，把部分信息保存在內存中，在前端可以迅速的進行存取。那麼通常的焦點就是集中在如何分擔數據庫壓力和進行分佈式，畢竟單臺Memcache的內存容量的有限的。我這裏簡單提出個人我的見解，未經實踐，權當參考。

分佈式應用
Memcache原本支持分佈式，咱們客戶端稍加改造，更好的支持。咱們的key能夠適當進行有規律的封裝，好比以user爲主的網站來講，每一個用戶都有User ID，那麼能夠按照固定的ID來進行提取和存取，好比1開頭的用戶保存在第一臺Memcache服務器上，以2開頭的用戶的數據保存在第二胎Mecache服務器上，存取數據都先按照User ID來進行相應的轉換和存取。

可是這個有缺點，就是須要對User ID進行判斷，若是業務不一致，或者其餘類型的應用，可能不是那麼合適，那麼能夠根據本身的實際業務來進行考慮，或者去想更合適的方法。

減小數據庫壓力
這個算是比較重要的，全部的數據基本上都是保存在數據庫當中的，每次頻繁的存取數據庫，致使數據庫性能極具降低，沒法同時服務更多的用戶，好比MySQL，特別頻繁的鎖表，那麼讓Memcache來分擔數據庫的壓力吧。咱們須要一種改動比較小，而且可以不會大規模改變前端的方式來進行改變目前的架構。

我考慮的一種簡單方法：
後端的數據庫操做模塊，把全部的Select操做提取出來（update/delete/insert無論），而後把對應的SQL進行相應的hash算法計算得出一個hash數據key（好比MD5或者SHA），而後把這個key去Memcache中查找數據，若是這個數據不存在，說明還沒寫入到緩存中，那麼從數據庫把數據提取出來，一個是數組類格式，而後把數據在set到Memcache中，key就是這個SQL的hash值，而後相應的設置一個失效時間，好比一個小時，那麼一個小時中的數據都是從緩存中提取的，有效減小數據庫的壓力。缺點是數據不實時，當數據作了修改之後，沒法實時到前端顯示，而且還有可能對內存佔用比較大，畢竟每次select出來的數據數量可能比較巨大，這個是須要考慮的因素。

Memcache的安全
咱們上面的Memcache服務器端都是直接經過客戶端鏈接後直接操做，沒有任何的驗證過程，這樣若是服務器是直接暴露在互聯網上的話是比較危險，輕則數據泄露被其餘無關人員查看，重則服務器被入侵，由於Mecache是以root權限運行的，何況裏面可能存在一些咱們未知的bug或者是緩衝區溢出的狀況，這些都是咱們未知的，因此危險性是能夠預見的。爲了安全起見，我作兩點建議，可以稍微的防止黑客的入侵或者數據的泄露。

內網訪問
最好把兩臺服務器之間的訪問是內網形態的，通常是Web服務器跟Memcache服務器之間。廣泛的服務器都是有兩塊網卡，一塊指向互聯網，一塊指向內網，那麼就讓Web服務器經過內網的網卡來訪問Memcache服務器，咱們Memcache的服務器上啓動的時候就監聽內網的IP地址和端口，內網間的訪問可以有效阻止其餘非法的訪問。
# memcached -d -m 1024 -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid
Memcache服務器端設置監聽經過內網的192.168.0.200的ip的11211端口，佔用1024MB內存，而且容許最大1024個併發鏈接

設置防火牆 防火牆是簡單有效的方式，若是倒是兩臺服務器都是掛在網的，而且須要經過外網IP來訪問Memcache的話，那麼能夠考慮使用防火牆或者代理程序來過濾非法訪問。 通常咱們在Linux下可使用iptables或者FreeBSD下的ipfw來指定一些規則防止一些非法的訪問，好比咱們能夠設置只容許咱們的Web服務器來訪問咱們Memcache服務器，同時阻止其餘的訪問。 # iptables -F # iptables -P INPUT DROP # iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT # iptables -A INPUT -p udp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT 上面的iptables規則就是隻容許192.168.0.2這臺Web服務器對Memcache服務器的訪問，可以有效的阻止一些非法訪問，相應的也能夠增長一些其餘的規則來增強安全性，這個能夠根據本身的須要來作