Memcached

簡介

Memcached是一款開源、高性能、分佈式內存對象緩存系統，可應用各類須要緩存的場景，其主要目的是經過下降對Database的訪問來加速web應用程序。它是一個基於內存的「鍵值對」存儲，用於存儲數據庫調用、API調用或頁面引用結果的直接數據，如字符串、對象等。

memcached是以LiveJournal旗下Danga Interactive 公司的Brad Fitzpatric 爲首開發的一款軟件。如今已成爲mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等衆多服務中提升Web應用擴展性的重要因素。

Memcached是一款開發工具，它既不是一個代碼加速器，也不是數據庫中間件。其設計哲學思想主要反映在以下方面：

1. 簡單key/value存儲：服務器不關心數據自己的意義及結構，只要是可序列化數據便可。存儲項由「鍵、過時時間、可選的標誌及數據」四個部分組成；
2. 功能的實現一半依賴於客戶端，一半基於服務器端：客戶負責發送存儲項至服務器端、從服務端獲取數據以及沒法鏈接至服務器時採用相應的動做；服務端負責接收、存儲數據，並負責數據項的超時過時；
3. 各服務器間彼此無視：不在服務器間進行數據同步；
4. O(1)的執行效率
5. 清理超期數據：默認狀況下，Memcached是一個LRU緩存，同時，它按事先預訂的時長清理超期數據；但事實上，memcached不會刪除任何已緩存數據，只是在其過時以後再也不爲客戶所見；並且，memcached也不會真正定期限清理緩存，而僅是當get命令到達時檢查其時長；

Memcached提供了爲數很少的幾個命令來完成與服務器端的交互，這些命令基於memcached的協議實現。

存儲類命令：set, add, replace, append, prepend

獲取數據類命令：get, delete, incr/decr

統計類命令：stats, stats items, stats slabs, stats sizes

清理命令： flush_all

---

1、安裝libevent

memcached依賴於libevent API，所以要事先安裝之，項目主頁：http://libevent.org/，讀者可自行選擇須要的版本下載。本文采用的是目前最新版本的源碼包libevent-2.0.21-stable.tar.gz。

安裝過程：

# 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、安裝配置memcached

一、安裝memcached

# 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

二、memcached SysV的startup腳本代碼以下所示，將其創建爲/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

使用以下命令配置memcached成爲系統服務：

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

三、使用telnet命令測試memcached的使用

Memcached提供一組基本命令用於基於命令行調用其服務或查看服務器狀態等。

# telnet 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

四、memcached的經常使用選項說明

-l <ip_addr>：指定進程監聽的地址；
-d: 以服務模式運行；
-u <username>：以指定的用戶身份運行memcached進程；
-m <num>：用於緩存數據的最大內存空間，單位爲MB，默認爲64MB；
-c <num>：最大支持的併發鏈接數，默認爲1024；
-p <num>: 指定監聽的TCP端口，默認爲11211；
-U <num>：指定監聽的UDP端口，默認爲11211，0表示關閉UDP端口；
-t <threads>：用於處理入站請求的最大線程數，僅在memcached編譯時開啓了支持線程纔有效；
-f <num>：設定Slab Allocator定義預先分配內存空間大小固定的塊時使用的增加因子；
-M：當內存空間不夠使用時返回錯誤信息，而不是按LRU算法利用空間；
-n: 指定最小的slab chunk大小；單位是字節；
-S: 啓用sasl進行用戶認證；

---

3、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

上述安裝完後會有相似如下的提示：

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

②編輯/usr/local/php/lib/php.ini，在「動態模塊」相關的位置添加以下一行來載入memcache擴展：

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

然後對memcached功能進行測試，在網站目錄中創建測試頁面test.php，添加以下內容：

<?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.";         
?>

若是有輸出「Hello World is from memcached.」等信息，則代表memcache已經可以正常工做。

---

4、使用libmemcached的客戶端工具:

訪問memcached的傳統方法是使用基於perl語言開發的Cache::memcached模塊，這個模塊在大多數perl代碼中都能良好的工做，但也有着衆所周知的性能方面的問題。libMemcached則是基於C語言開發的開源的C/C++代碼訪問memcached的庫文件，同時，它還提供了數個能夠遠程使用的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

2) 客戶端工具

# memcat --servers=127.0.0.1:11211 mykey
# memping 
# memslap
# memstat

5、Nginx整合memcached:

server {
        listen       80;
        server_name  www.test.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;
        }
}