memcache深度解析

生成一个memcache对象：$memcache = new Memcache;

方法大全：

01.Memcache::add—添加一个值，如果已经存在，则返回false

02.Memcache::addServer—添加一个可供使用的服务器地址

03.Memcache::close—关闭一个Memcache对象

04.Memcache::connect—创建一个Memcache对象

05.memcache_debug—控制调试功能

06.Memcache::decrement—对保存的某个key中的值进行减法操作

07.Memcache::delete—删除一个key值

08.Memcache::flush—清除所有缓存的数据

09.Memcache::get—获取一个key值

10.Memcache::getExtendedStats—获取进程池中所有进程的运行系统统计

11.Memcache::getServerStatus—获取运行服务器的参数

12.Memcache::getStats—返回服务器的一些运行统计信息

13.Memcache::getVersion—返回运行的Memcache的版本信息

14.Memcache::increment—对保存的某个key中的值进行加法操作

15.Memcache::pconnect—创建一个Memcache的持久连接对象

16.Memcache::replace—R对一个已有的key进行覆写操作

17.Memcache::set—添加一个值，如果已经存在，则覆写

18.Memcache::setCompressThreshold—对大于某一大小的数据进行压缩

19.Memcache::setServerParams—在运行时修改服务器的参数

memcached完全剖析–1.memcached的基础

版权声明：可以任意转载，但转载时必须标明原作者charlee、原始链接http://tech.idv2.com/2008/07/10/memcached-001/以及本声明。

翻译一篇技术评论社的文章，是讲memcached的连载。fcicq同学说这个东西很有用，希望大家喜欢。

发表日：2008/7/2

作者：长野雅广(MasahiroNagano)

原文链接：http://gihyo.jp/dev/feature/01/memcached/0001

我是mixi株式会社开发部系统运营组的长野。日常负责程序的运营。从今天开始，将分几次针对最近在Web应用的可扩展性领域的热门话题memcached，与我公司开发部研究开发组的前坂一起，说明其内部结构和使用。

memcached是什么？

memcached的特征

协议简单

基于libevent的事件处理

内置内存存储方式

memcached不互相通信的分布式

安装memcached

memcached的安装

memcached的启动

用客户端连接

使用Cache::Memcached

使用Cache::Memcached连接memcached

保存数据

获取数据

删除数据

增一和减一操作

总结

memcached是什么？

memcached是以LiveJournal旗下DangaInteractive公司的BradFitzpatric为首开发的一款软件。现在已成为mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等众多服务中提高Web应用扩展性的重要因素。

许多Web应用都将数据保存到RDBMS中，应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大、访问的集中，就会出现RDBMS的负担加重、数据库响应恶化、网站显示延迟等重大影响。

这时就该memcached大显身手了。memcached是高性能的分布式内存缓存服务器。一般的使用目的是，通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

图1一般情况下memcached的用途

memcached的特征

memcached作为高速运行的分布式缓存服务器，具有以下的特点。

协议简单

基于libevent的事件处理

内置内存存储方式

memcached不互相通信的分布式

协议简单

memcached的服务器客户端通信并不使用复杂的XML等格式，而使用简单的基于文本行的协议。因此，通过telnet也能在memcached上保存数据、取得数据。下面是例子。

$telnetlocalhost11211

Trying127.0.0.1...

Connectedtolocalhost.localdomain(127.0.0.1).

Escapecharacteris'^]'.

setfoo003（保存命令）

bar（数据）

STORED（结果）

getfoo（取得命令）

VALUEfoo03（数据）

bar（数据）协议文档位于memcached的源代码内，也可以参考以下的URL。

http://code.sixapart.com/svn/memcached/trunk/server/doc/protocol.txt

基于libevent的事件处理

libevent是个程序库，它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥O(1)的性能。memcached使用这个libevent库，因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能。关于事件处理这里就不再详细介绍，可以参考DanKegel的TheC10KProblem。

libevent:http://www.monkey.org/~provos/libevent/

TheC10KProblem:http://www.kegel.com/c10k.html

内置内存存储方式

为了提高性能，memcached中保存的数据都存储在memcached内置的内存存储空间中。由于数据仅存在于内存中，因此重启memcached、重启操作系统会导致全部数据消失。另外，内容容量达到指定值之后，就基于LRU(LeastRecentlyUsed)算法自动删除不使用的缓存。memcached本身是为缓存而设计的服务器，因此并没有过多考虑数据的永久性问题。关于内存存储的详细信息，本连载的第二讲以后前坂会进行介绍，请届时参考。

memcached不互相通信的分布式

memcached尽管是“分布式”缓存服务器，但服务器端并没有分布式功能。各个memcached不会互相通信以共享信息。那么，怎样进行分布式呢？这完全取决于客户端的实现。本连载也将介绍memcached的分布式。

图2memcached的分布式

接下来简单介绍一下memcached的使用方法。

安装memcached

memcached的安装比较简单，这里稍加说明。

memcached支持许多平台。

Linux

FreeBSD

Solaris(memcached1.2.5以上版本)

MacOSX

另外也能安装在Windows上。这里使用FedoraCore8进行说明。

memcached的安装

运行memcached需要本文开头介绍的libevent库。Fedora8中有现成的rpm包，通过yum命令安装即可。

$sudoyuminstalllibeventlibevent-develmemcached的源代码可以从memcached网站上下载。本文执笔时的最新版本为1.2.5。Fedora8虽然也包含了memcached的rpm，但版本比较老。因为源代码安装并不困难，这里就不使用rpm了。

下载memcached：http://www.danga.com/memcached/download.bml

memcached安装与一般应用程序相同，configure、make、makeinstall就行了。

$wgethttp://www.danga.com/memcached/dist/memcached-1.2.5.tar.gz

$tarzxfmemcached-1.2.5.tar.gz

$cdmemcached-1.2.5

$./configure

$make

$sudomakeinstall默认情况下memcached安装到/usr/local/bin下。

memcached的启动

从终端输入以下命令，启动memcached。

$/usr/local/bin/memcached-p11211-m64m-vv

slabclass1:chunksize88perslab11915

slabclass2:chunksize112perslab9362

slabclass3:chunksize144perslab7281

中间省略

slabclass38:chunksize391224perslab2

slabclass39:chunksize489032perslab2

<23serverlistening

<24sendbufferwas110592,now268435456

<24serverlistening(udp)

<24serverlistening(udp)

<24serverlistening(udp)

<24serverlistening(udp)这里显示了调试信息。这样就在前台启动了memcached，监听TCP端口11211最大内存使用量为64M。调试信息的内容大部分是关于存储的信息，下次连载时具体说明。

作为daemon后台启动时，只需

$/usr/local/bin/memcached-p11211-m64m-d这里使用的memcached启动选项的内容如下。

选项说明

-p使用的TCP端口。默认为11211

-m最大内存大小。默认为64M

-vv用veryvrebose模式启动，调试信息和错误输出到控制台

-d作为daemon在后台启动

上面四个是常用的启动选项，其他还有很多，通过

$/usr/local/bin/memcached-h命令可以显示。许多选项可以改变memcached的各种行为，推荐读一读。

用客户端连接

许多语言都实现了连接memcached的客户端，其中以Perl、PHP为主。仅仅memcached网站上列出的语言就有

Perl

PHP

Python

Ruby

C#

C/C++

Lua

等等。

memcached客户端API：http://www.danga.com/memcached/apis.bml

这里介绍通过mixi正在使用的Perl库链接memcached的方法。

使用Cache::Memcached

Perl的memcached客户端有

Cache::Memcached

Cache::Memcached::Fast

Cache::Memcached::libmemcached

等几个CPAN模块。这里介绍的Cache::Memcached是memcached的作者BradFitzpatric的作品，应该算是memcached的客户端中应用最为广泛的模块了。

Cache::Memcached-search.cpan.org:http://search.cpan.org/dist/Cache-Memcached/

使用Cache::Memcached连接memcached

下面的源代码为通过Cache::Memcached连接刚才启动的memcached的例子。

#!/usr/bin/perl

usestrict;

usewarnings;

useCache::Memcached;

my$key="foo";

my$value="bar";

my$expires=3600;#1hour

my$memcached=Cache::Memcached->new({

servers=>["127.0.0.1:11211"],

compress_threshold=>10_000

});

$memcached->add($key,$value,$expires);

my$ret=$memcached->get($key);

print"$ret\n";在这里，为Cache::Memcached指定了memcached服务器的IP地址和一个选项，以生成实例。Cache::Memcached常用的选项如下所示。

选项说明

servers用数组指定memcached服务器和端口

compress_threshold数据压缩时使用的值

namespace指定添加到键的前缀

另外，Cache::Memcached通过Storable模块可以将Perl的复杂数据序列化之后再保存，因此散列、数组、对象等都可以直接保存到memcached中。

保存数据

向memcached保存数据的方法有

add

replace

set

它们的使用方法都相同：

my$add=$memcached->add('键','值','期限');

my$replace=$memcached->replace('键','值','期限');

my$set=$memcached->set('键','值','期限');向memcached保存数据时可以指定期限(秒)。不指定期限时，memcached按照LRU算法保存数据。这三个方法的区别如下：

选项说明

add仅当存储空间中不存在键相同的数据时才保存

replace仅当存储空间中存在键相同的数据时才保存

set与add和replace不同，无论何时都保存

获取数据

获取数据可以使用get和get_multi方法。

my$val=$memcached->get('键');

my$val=$memcached->get_multi('键1','键2','键3','键4','键5');一次取得多条数据时使用get_multi。get_multi可以非同步地同时取得多个键值，其速度要比循环调用get快数十倍。

删除数据

删除数据使用delete方法，不过它有个独特的功能。

$memcached->delete('键','阻塞时间(秒)');删除第一个参数指定的键的数据。第二个参数指定一个时间值，可以禁止使用同样的键保存新数据。此功能可以用于防止缓存数据的不完整。但是要注意，set函数忽视该阻塞，照常保存数据

增一和减一操作

可以将memcached上特定的键值作为计数器使用。

my$ret=$memcached->incr('键');

$memcached->add('键',0)unlessdefined$ret;增一和减一是原子操作，但未设置初始值时，不会自动赋成0。因此，应当进行错误检查，必要时加入初始化操作。而且，服务器端也不会对超过2³²时的行为进行检查。

总结

这次简单介绍了memcached，以及它的安装方法、Perl客户端Cache::Memcached的用法。只要知道，memcached的使用方法十分简单就足够了。

下次由前坂来说明memcached的内部结构。了解memcached的内部构造，就能知道如何使用memcached才能使Web应用的速度更上一层楼。欢迎继续阅读下一章。

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