Memcache是什么
Memcache是danga.com的一个项目,最早是为 LiveJournal 服务的,目前全世界不少人使用这个缓存项目来构建自己大负载的网站,来分担数据库的压力。
它可以应对任意多个连接,使用非阻塞的网络IO。由于它的工作机制是在内存中开辟一块空间,然后建立一个HashTable,Memcached自管理这些HashTable。
Memcache官方网站:http://www.danga.com/memcached,更多详细的信息可以来这里了解

为什么会有Memcache和memcached两种名称?
其实Memcache是这个项目的名称,而memcached是它服务器端的主程序文件名,知道我的意思了把~~~~。一个是项目名称,一个是主程序文件名,在网上看到了很多人不明白,于是混用了。

Memcache的安装
分为两个过程:memcache服务器端的安装和memcached客户端的安装。
所谓服务器端的安装就是在服务器(一般都是linux系统)上安装Memcache实现数据的存储
所谓客户端的安装就是指php(或者其他程序,Memcache还有其他不错的api接口提供)去使用服务器端的Memcache提供的函数,需要php添加扩展。

PHP的Memcache

01 <?php
02     //连接
03     $mem new Memcache;
04     $mem->connect("db.nowamagic.net", 12000);
05     //保存数据
06     $mem->set('key1''This is first value', 0, 60);
07     $val $mem->get('key1');
08     echo "Get key1 value: " $val ."<br />";
09     //替换数据
10     $mem->replace('key1''This is replace value', 0, 60);
11     $val $mem->get('key1');
12     echo "Get key1 value: " $val "<br />";
13     //保存数组
14     $arr array('aaa''bbb''ccc''ddd');
15     $mem->set('key2'$arr, 0, 60);
16     $val2 $mem->get('key2');
17     echo "Get key2 value: ";
18     print_r($val2);
19     echo "<br />";
20     //删除数据
21     $mem->delete('key1');
22     $val $mem->get('key1');
23     echo "Get key1 value: " $val "<br />";
24     //清除所有数据
25     $mem->flush();
26     $val2 $mem->get('key2');
27     echo "Get key2 value: ";
28     print_r($val2);
29     echo "<br />";
30     //关闭连接
31     $mem->close();
32 ?>

如果正常的话,浏览器将输出:

1 Get key1 value: This is first value
2 Get key1 value: This is replace value
3 Get key2 value: Array ( [0] => aaa [1] => bbb [2] => ccc [3] => ddd )
4 Get key1 value:
5 Get key2 value:

程序代码分析

初始化一个Memcache的对象:$mem = new Memcache;

连接到我们的Memcache服务器端,第一个参数是服务器的IP地址,也可以是主机名,第二个参数是Memcache的开放的端口:$mem->connect("192.168.0.200", 12000);

保存一个数据到Memcache服务器上,第一个参数是数据的key,用来定位一个数据,第二个参数是需要保存的数据内容,这里是一个字符串,第三个参数是一个标记,一般设置为0或者MEMCACHE_COMPRESSED就行了,第四个参数是数据的有效期,就是说数据在这个时间内是有效的,如果过去这个时间,那么会被Memcache服务器端清除掉这个数据,单位是秒,如果设置为0,则是永远有效,我们这里设置了60,就是一分钟有效时间:$mem->set(‘key1‘, ‘This is first value’, 0, 60);

从Memcache服务器端获取一条数据,它只有一个参数,就是需要获取数据的key,我们这里是上一步设置的key1,现在获取这个数据后输出输出:

1 $val $mem->get(’key1′);
2 echo "Get key1 value: " $val;

现在是使用replace方法来替换掉上面key1的值,replace方法的参数跟set是一样的,不过第一个参数key1是必须是要替换数据内容的key,最后输出了:

1 $mem->replace('key1''This is replace value', 0, 60);
2 $val $mem->get('key1');
3 echo "Get key1 value: " $val;

同样的,Memcache也是可以保存数组的,下面是在Memcache上面保存了一个数组,然后获取回来并输出:

1 $arr array('aaa''bbb''ccc''ddd');
2 $mem->set('key2'$arr, 0, 60);
3 $val2 $mem->get('key2');
4 print_r($val2);

现在删除一个数据,使用delte接口,参数就是一个key,然后就能够把Memcache服务器这个key的数据删除,最后输出的时候没有结果:

1 $mem->delete('key1');
2 $val $mem->get('key1');
3 echo "Get key1 value: " $val "<br />";

最后我们把所有的保存在Memcache服务器上的数据都清除,会发现数据都没有了,最后输出key2的数据为空,最后关闭连接:

1 $mem->flush();
2 $val2 $mem->get('key2');
3 echo "Get key2 value: ";
4 print_r($val2);
5 echo "<br />";

Memcache的使用

使用Memcache的网站一般流量都是比较大的,为了缓解数据库的压力,让Memcache作为一个缓存区域,把部分信息保存在内存中,在前端能够迅速的进行存取。那么一般的焦点就是集中在如何分担数据库压力和进行分布式,毕竟单台Memcache的内存容量的有限的。我这里简单提出我的个人看法,未经实践,权当参考。

分布式应用

Memcache本来支持分布式,我们客户端稍加改造,更好的支持。我们的key可以适当进行有规律的封装,比如以user为主的网站来说,每个用户都有User ID,那么可以按照固定的ID来进行提取和存取,比如1开头的用户保存在第一台Memcache服务器上,以2开头的用户的数据保存在第二胎Mecache服务器上,存取数据都先按照User ID来进行相应的转换和存取。

但是这个有缺点,就是需要对User ID进行判断,如果业务不一致,或者其他类型的应用,可能不是那么合适,那么可以根据自己的实际业务来进行考虑,或者去想更合适的方法。

减少数据库压力

这个算是比较重要的,所有的数据基本上都是保存在数据库当中的,每次频繁的存取数据库,导致数据库性能极具下降,无法同时服务更多的用户,比如MySQL,特别频繁的锁表,那么让Memcache来分担数据库的压力吧。我们需要一种改动比较小,并且能够不会大规模改变前端的方式来进行改变目前的架构。

我考虑的一种简单方法:

后端的数据库操作模块,把所有的Select操作提取出来(update/delete/insert不管),然后把对应的SQL进行相应的hash算法计算得出一个hash数据key(比如MD5或者SHA),然后把这个key去Memcache中查找数据,如果这个数据不存在,说明还没写入到缓存中,那么从数据库把数据提取出来,一个是数组类格式,然后把数据在set到Memcache中,key就是这个SQL的hash值,然后相应的设置一个失效时间,比如一个小时,那么一个小时中的数据都是从缓存中提取的,有效减少数据库的压力。缺点是数据不实时,当数据做了修改以后,无法实时到前端显示,并且还有可能对内存占用比较大,毕竟每次select出来的数据数量可能比较巨大,这个是需要考虑的因素。

Memcache的安全

我们上面的Memcache服务器端都是直接通过客户端连接后直接操作,没有任何的验证过程,这样如果服务器是直接暴露在互联网上的话是比较危险,轻则数据泄露被其他无关人员查看,重则服务器被入侵,因为Mecache是以root权限运行的,况且里面可能存在一些我们未知的bug或者是缓冲区溢出的情况,这些都是我们未知的,所以危险性是可以预见的。为了安全起见,我做两点建议,能够稍微的防止黑客的入侵或者数据的泄露。

内网访问

最好把两台服务器之间的访问是内网形态的,一般是Web服务器跟Memcache服务器之间。普遍的服务器都是有两块网卡,一块指向互联网,一块指向内网,那么就让Web服务器通过内网的网卡来访问Memcache服务器,我们Memcache的服务器上启动的时候就监听内网的IP地址和端口,内网间的访问能够有效阻止其他非法的访问。

# memcached -d -m 1024 -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid

Memcache服务器端设置监听通过内网的192.168.0.200的ip的11211端口,占用1024MB内存,并且允许最大1024个并发连接。

设置防火墙

防火墙是简单有效的方式,如果却是两台服务器都是挂在网的,并且需要通过外网IP来访问Memcache的话,那么可以考虑使用防火墙或者代理程序来过滤非法访问。一般我们在Linux下可以使用iptables或者FreeBSD下的ipfw来指定一些规则防止一些非法的访问,比如我们可以设置只允许我们的Web服务器来访问我们Memcache服务器,同时阻止其他的访问。

1 # iptables -F
2 # iptables -P INPUT DROP
3 # iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT
4 # iptables -A INPUT -p udp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT

上面的iptables规则就是只允许192.168.0.2这台Web服务器对Memcache服务器的访问,能够有效的阻止一些非法访问,相应的也可以增加一些其他的规则来加强安全性,这个可以根据自己的需要来做。

****************************************************************************************

1、安装memcached服务
首先下载一个 memcached for windows ( http://splinedancer.com/memcached-win32/ )。将其解压到一个目录c:\memcached。
在命令行下进入到 memcached 目录,然后执行memcached.exe -p 11211 -l 127.0.0.1,这样memcached就启动起来了。

C:\UsersAdministrator>cd /
C:\>cd memcached
C:\memcached>memcached.exe -p 11211 -l 127.0.0.1

或者如果不想每次使用memcached的时候都手动启动的话,可以把它安装为windows 服务。
方法为memcached.exe -d install -p 11211 -l 127.0.0.1

C:\UsersAdministrator>cd /
C:\>cd memcached
C:\memcached>memcached.exe -d install -p 11211 -l 127.0.0.1
C:\memcached>memcached.exe -d start

2、下载php_memcached.dll
这个php_memcached.dll并不是php环境自带的。这个需要大家自己到互联网上自己下载。
需要注意的是php_memcached.dll必须和自己机器上php版本相对应。如果不对应,就会出现memcached加载不成功的情况。dll文件下载成功以后,将php_memcache.dll放在 php的ext目录下。
3、为php配memcached扩展
打开php.ini添加一行(注意:如果是用wamp环境下的话这里要在阿帕奇目录下的php.ini 进行配置!!!)
extension=php_memcache.dll
如果你php.ini已经有这个扩展那就不需要咱添加了。如果extension=php_memcache.dll签名有个“;”则需要把这个“;”去掉
所有上面三步都做完之后, 重启apache。
重启好apache 以后看看phpinfo的输出结果。
如果有memcached 这项输出,说明memcached扩展已经添加成功。

memcached环境配好了。

常用参数说明
Memcache::add — 添加一个值,如果已经存在,则返回false
Memcache::addServer — 添加一个可供使用的服务器地址
Memcache::close — 关闭一个Memcache对象
Memcache::connect — 创建一个Memcache对象
Memcache::debug — 控制调试功能
Memcache::decrement — 对保存的某个key中的值进行减法操作
Memcache::delete — 删除一个key值
Memcache::flush — 清除所有缓存的数据
Memcache::get — 获取一个key值
Memcache::getExtendedStats — 获取进程池中所有进程的运行系统统计
Memcache::getServerStatus — 获取运行服务器的参数
Memcache::getStats — 返回服务器的一些运行统计信息
Memcache::getVersion — 返回运行的Memcache的版本信息
Memcache::increment — 对保存的某个key中的值进行加法操作
Memcache::pconnect — 创建一个Memcache的持久连接对象
Memcache::replace — R对一个已有的key进行覆写操作
Memcache::set — 添加一个值,如果已经存在,则覆写
Memcache::setCompressThreshold — 对大于某一大小的数据进行压缩
Memcache::setServerParams — 在运行时修改服务器的参数

*************************************************************

memcache服务器端参数说明

/usr/local/webserver/memcached/bin/memcached -d -m 512 -u root -l 192.168.0.1  -p 11211 -c 512 -P /usr/local/webserver/memcached/memcached.pid

-d选项是启动一个守护进程,
-m 是分配给Memcache使用的内存数量,单位是MB,我这里是512MB,
-u是运行Memcache的用户,我这里是root,
-l 是监听的服务器IP地址,如果有多个地址的话,我这里指定了服务器的IP地址192.168.0.1,
-p是设置Memcache监听的端口,我 这里设置了11211,最好是1024以上的端口,
-c选项是最大运行的并发连接数,默认是1024,我这里设置了512,按照你服务器的负载量 来设定,
-P是设置保存Memcache的pid文件,我这里是保存在/usr/local/webserver/memcached/memcached.pid 。

相关命令

a) kill `cat /tmp/memcached.pid`停止memcached服务

b) echo stats | nc 127.0.0.1 11211查看memcached运行状态

c) echo “flush_all” | nc 127.0.0.1 11211清空所有缓存数据

Windows下的Memcache安装
1. 下载memcache的 windows稳定版,解压放某个盘下面,比如在c:\memcached
2. 在终端(也即cmd命令界面)下输入 ‘c:\memcached\memcached.exe -d install’ 安装
3. 再输入: ‘c:\memcached\memcached.exe -d start’ 启动。NOTE: 以后memcached将作为windows的一个服务每次开机时自动启动。这样服务器端已经安装完毕了。
4.下载php_memcache.dll, 请自己查找对应的php版本的文件
5. 在C:\winnt\php.ini 加入一行 ‘extension=php_memcache.dll’
6.重新启动Apache,然后查看一下phpinfo,如果有memcache,那么就说明安装成功!

memcached的基本设置

-p 监听的端口
-l 连接的IP地址, 默认是本机
-d start 启动memcached服务
-d restart 重起memcached服务
-d stop|shutdown 关闭正在运行的memcached服务
-d install 安装memcached服务
-d uninstall 卸载memcached服务
-u 以的身份运行 (仅在以root运行的时候有效)
-m 最大内存使用,单位MB。默认64MB
-M 内存耗尽时返回错误,而不是删除项
-c 最大同时连接数,默认是1024
-f 块大小增长因子,默认是1.25
-n 最小分配空间,key+value+flags默认是48
-h 显示帮助

、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

$memcache = new Memcache;
$memcacheD = new Memcached;
$memcache->addServer($host);
$memcacheD->addServers($servers);

$checks = array(
    123,
    4542.32,
    'a string',
    true,
    array(123, 'string'),
    (object)array('key1' => 'value1'),
);
foreach ($checks as $i => $value) {
    print "Checking WRITE with Memcache\n";
    $key = 'cachetest' . $i;
    $memcache->set($key, $value);
    usleep(100);
    $val = $memcache->get($key);
    $valD = $memcacheD->get($key);
    if ($val !== $valD) {
        print "Not compatible!";
        var_dump(compact('val', 'valD'));
    }

print "Checking WRITE with MemcacheD\n";
    $key = 'cachetest' . $i;
    $memcacheD->set($key, $value);
    usleep(100);
    $val = $memcache->get($key);
    $valD = $memcacheD->get($key);
    if ($val !== $valD) {
        print "Not compatible!";
        var_dump(compact('val', 'valD'));
    }
}

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