我的python之路【第十一章】Python操作 Memcache、Redis、RabbitMQ
Memcached
Memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,用于动态Web应用以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数,从而提高动态、数据库驱动网站的速度。Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。其守护进程(daemon )是用C写的,但是客户端可以用任何语言来编写,并通过memcached协议与守护进程通信。
Memcached安装和基本使用
Memcached安装:
1 wget http://memcached.org/latest 2 tar -zxvf memcached-1.x.x.tar.gz 3 cd memcached-1.x.x 4 ./configure && make && make test && sudo make install 5 6 PS:依赖libevent 7 yum install libevent-devel libevent-dev 8 apt-get install libevent-dev
启动Memcached
1 memcached -d -m 10 -u root -l 172.16.50.31 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid 2 3 参数说明: 4 -d 是启动一个守护进程 5 -m 是分配给Memcache使用的内存数量,单位是MB 6 -u 是运行Memcache的用户 7 -l 是监听的服务器IP地址 8 -p 是设置Memcache监听的端口,最好是1024以上的端口 9 -c 选项是最大运行的并发连接数,默认是1024,按照你服务器的负载量来设定 10 -P 是设置保存Memcache的pid文件
Memcached命令
1 存储命令: set/add/replace/append/prepend/cas 2 获取命令: get/gets 3 其他命令: delete/stats..
Python操作Memcached
安装API
1 python操作Memcached使用Python-memcached模块 2 下载安装:https://pypi.python.org/pypi/python-memcached 3 将文件解压 4 cd 进入解压后的目录 5 执行 python setup.py install
我在这里启动了两台主机上启动了memcached服务
1 memcached -d -m 10 -u root -l 172.16.50.32 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid 2 3 memcached -d -m 10 -u root -l 172.16.50.31 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid
通过调用memcache模块操作
1. 通过python调用API 操作memcache
1 #1.第一次操作memcache 2 import memcache 3 #连接memcache服务器端,Ps:debug = True 表示运行出现错误时,显示错误信息,上线后移除该参数。 4 mc=memcache.Client(['172.16.50.32:12000'],debug=True) 5 #设置key:foo value:bar 6 mc.set("foo", "bar") 7 #获取foo的value 8 ret = mc.get('foo') 9 print(ret)
2.天生支持集群环境
python-memcached模块原生支持集群操作,其原理是在内存维护一个主机列表,且集群中主机的权重值和主机在列表中重复出现的次数成正比
我们要理解一个权重的问题,就是要在性能比较优秀的服务器上多分配任务。
1 主机 权重 2 1.1.1.1 1 3 1.1.1.2 2 4 1.1.1.3 1 5 6 那么在内存中主机列表为: 7 host_list = ["1.1.1.1", "1.1.1.2", "1.1.1.2", "1.1.1.3", ] 8 #上面的列表是memcache自己维护的
集群环境工作原理:
如果用户根据如果要在内存中创建一个键值对(如:k1 = "v1"),那么要执行一下步骤:
- 根据算法将 k1 转换成一个数字
- 将数字和主机列表长度求余数,得到一个值 N( 0 <= N < 列表长度 )
- 在主机列表中根据 第2步得到的值为索引获取主机,例如:host_list[N]
- 连接 将第3步中获取的主机,将 k1 = "v1" 放置在该服务器的内存中
代码实现如下:
1 import memcache 2 #集群环境-随机根据算法将key存入到memcache中,1 2是权重 3 mc = memcache.Client([ 4 ('172.16.50.31:12000', 1), 5 ('172.16.50.32:12000', 2), 6 ],debug=True) 7 #注意:数据基本按照1:2的比例分别存入到不同的服务端 8 for i in range(1,10): 9 mc.set('k'+str(i), 'v'+str(i))
3、add 添加一条键值对,如果已经存在的 key,重复执行add操作异常
1 import memcache 2 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 3 mc.add('k10', 'v12') 4 #mc.add('k1', 'v2') # 报错,对已经存在的key重复添加,失败! 5 #错误信息:MemCached: while expecting 'STORED', got unexpected response 'NOT_STORED'
4、replace
replace 修改某个key的值,如果key不存在,则异常
1 import memcache 2 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 3 mc.replace('k13','99') 4 #如果key存在,则替换成功,否则-报错
5、set 和 set_multi
1 # set 设置一个键值对,如果key不存在,则创建,如果key存在,则修改 2 # set_multi 设置多个键值对,如果key不存在,则创建,如果key存在,则修改 3 import memcache 4 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 5 mc.set('key0', 'wupeiqi') 6 mc.set_multi({'key1': 'val1', 'key2': 'val2'})
6、delete 和 delete_multi
1 # delete 在Memcached中删除指定的一个键值对 2 # delete_multi 在Memcached中删除指定的多个键值对 3 import memcache 4 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 5 mc.delete('key0') 6 mc.delete_multi(['key1', 'key2'])
7、get 和 get_multi
1 # get 获取一个键值对 2 # get_multi 获取多一个键值对 3 import memcache 4 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 5 val = mc.get('key0') 6 item_dict = mc.get_multi(["k1", "k2", "k3"]) 7 print(val,item_dict)
8、append 和 prepend
1 # append 修改指定key的值,在该值 后面 追加内容 2 # prepend 修改指定key的值,在该值 前面 插入内容 3 import memcache 4 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 5 # k1 = "v1" 6 7 mc.append('k1', 'after') 8 # k1 = "v1after" 9 mc.prepend('k1', 'before') 10 # k1 = "beforev1after"
9、decr 和 incr
1 # incr 自增,将Memcached中的某一个值增加 N ( N默认为1 ) 2 # decr 自减,将Memcached中的某一个值减少 N ( N默认为1 ) 3 4 import memcache 5 mc = memcache.Client(['172.16.50.31:12000'], debug=True) 6 mc.set('k1', '777') 7 8 mc.incr('k1') 9 # k1 = 778 10 mc.incr('k1', 10) 11 # k1 = 788 12 mc.decr('k1') 13 # k1 = 787 14 mc.decr('k1', 10) 15 # k1 = 777
10、gets 和 cas
如商城商品剩余个数,假设改值保存在memcache中,product_count = 900
A用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900
B用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900
如果A、B用户均购买商品
A用户修改商品剩余个数 product_count=899
B用户修改商品剩余个数 product_count=899
如此一来缓存内的数据便不在正确,两个用户购买商品后,商品剩余还是 899
如果使用python的set和get来操作以上过程,那么程序就会如上述所示情况!
如果想要避免此情况的发生,只要使用 gets 和 cas 即可,如:
1 import memcache 2 mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True, cache_cas=True) 3 4 v = mc.gets('product_count') 5 # ... 6 # 如果有人在gets之后和cas之前修改了product_count,那么,下面的设置将会执行失败,剖出异常,从而避免非正常数据的产生 7 mc.cas('product_count', "899")
Ps:本质上每次执行gets时,会从memcache中获取一个自增的数字,通过cas去修改gets的值时,会携带之前获取的自增值和memcache中的自增值进行比较,如果相等,则可以提交,如果不想等,那表示在gets和cas执行之间,又有其他人执行了gets(获取了缓冲的指定值), 如此一来有可能出现非正常数据,则不允许修改。