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Memcache基础教程

简介: 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。
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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。

具体的配置大家可以参考:

Linux下的Memcache安装:http://www.ccvita.com/257.html

Windows下的Memcache安装:http://www.ccvita.com/258.html

Memcache基础教程:http://www.ccvita.com/259.html

Discuz!的Memcache缓存实现:http://www.ccvita.com/261.html

Memcache协议中文版:http://www.ccvita.com/306.html

Memcache分布式部署方案:http://www.ccvita.com/395.html

PHP的Memcache

< ?php

//连接

$mem = new Memcache;

$mem->connect("192.168.0.200", 12000);

//保存数据

$mem->set('key1', 'This is first value', 0, 60);

$val = $mem->get('key1');

echo "Get key1 value: " . $val ."
";

//替换数据

$mem->replace('key1', 'This is replace value', 0, 60);

$val = $mem->get('key1');

echo "Get key1 value: " . $val . "
";

//保存数组

$arr = array('aaa', 'bbb', 'ccc', 'ddd');

$mem->set('key2', $arr, 0, 60);

$val2 = $mem->get('key2');

echo "Get key2 value: ";

print_r($val2);

echo "
";

//删除数据

$mem->delete('key1');

$val = $mem->get('key1');

echo "Get key1 value: " . $val . "
";

//清除所有数据

$mem->flush();

$val2 = $mem->get('key2');

echo "Get key2 value: ";

print_r($val2);

echo "
";

//关闭连接

$mem->close();

?>

如果正常的话,浏览器将输出:

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:

$val = $mem->get('key1');

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:

$mem->replace('key1', 'This is replace value', 0, 60);

$val = $mem->get('key1');

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

$arr = array('aaa', 'bbb', 'ccc', 'ddd');

$mem->set('key2', $arr, 0, 60);

$val2 = $mem->get('key2');

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

$mem->delete('key1');

$val = $mem->get('key1');

echo "Get key1 value: " . $val . "
";

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

$mem->flush();

$val2 = $mem->get('key2');

echo "Get key2 value: ";

print_r($val2);

echo "
";

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。

# 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。

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