C# memcache

概述

　　memcache是一套开放源的分布式高速缓存系统。由服务端和客户端组成，以守护程序(监听)方式运行于一个或多个服务器中，随时会接收客户端的连接和操作。memcache主要把数据对象缓存到内存中，通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表。简单的说就是将数据调用到内存中，然后从内存中读取，从而大大提高读取速度。memcache基于一个存储键/值对的hashmap进行存储对象到内存中。memcache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。

　　特性：　　

• 在 Memcached中可以保存的item数据量是没有限制的，只要内存足够 。
• Memcached单进程在32位系统中最大使用内存为2G，若在64位系统则没有限制,这是由于32位系统限制单进程最多可使用2G内存,要使用更多内存，可以分多个端口开启多个Memcached进程 。
• 最大30天的数据过期时间,设置为永久的也会在这个时间过期，常量REALTIME_MAXDELTA
• 单个item最大数据是1MB，超过1MB数据不予存储，常量POWER_BLOCK 1048576进行控制

Windows下安装Memcache

　　了解memcache一些基本信息后，在来尝试在windows下安装memcache服务端。

1. 首先下载memcache安装文件：【安装包】。安装包里面会有x64和x86两个文件夹，根据操作系统选择一个打开会找到memcached.exe。这个文件不能直接双击运行安装，需要通过cmd进行安装。
2. 安装步骤如图所示：

步骤:

1.窗口+R：输入cmd
2.进行G盘： 输入 G:
3.进行Memcached for window 32/64的安装目录：输入 cd CK\memcached_en32or64\x64
4.安装memcached:输入 memcached -d install
5.启动服务：输入 memcached -d start

启动服务后在Windows进程中可以看到memcached.exe.

memcached -d start|stop|shutdown|restart|uninstall|install 启动|停止|关闭|重启|卸载|安装。

安装步骤不是很复杂。第一：找到文件(memcached.exe)路径。第二： memcached -d install  就OK..

基本默认参数说明：

-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

服务器操作完成后，我们可以在本机telnet 到服务测试一个下。（如果提示telnet命令不存在，需要去控件面板开启windows的tel服务功能， win7的开启tel功能操作步骤是：【控制面板】->【程序和功能】->【打开或关闭window功能】，然后找到并勾选tel相关即可。其他window系统步骤类似。）

测试telnet是否正常运行 telnet 172.21.0.192 11211 

进入后先按ctrl+]启动回示功能，否则无法看到输入信息。回示功能启动成功后如下图：

然后按回车输入参数stats:

安装和测试工作已完成..

实例代码

有很多C#版本的Memcached客户端程序。在这里我们使用的是Memcached.ClientLibrary.dll客户端调用方法，调用需要二个DLL:

Memcached.ClientLibrary.dll  (Memcached客户端类库)

log4net.dll　(log4net是为Memcached提供日志记录)     DLL下载地址：【点击下载】

在项目中引用这个二个dll,引用log4net.dll后还需进行一系列配置工作。在上篇博客中有对log4net的配置介绍。

【Log4Net 日志配置[附带源码]】

注意：Memcached.ClientLibrary.dll和log4net.dll有版本对应关系。

2.如果使用WinForm或控制台应用程序把log4net的配置文件独立出现,和写在App.config里面需要小小设置一下。

如图：Log4Net.config属性“复制到输出目录”：“始终复制”。不然在bin目录下找不到对应配置信息会产生报错。

memcache基于一个存储键/值对的hashmap进行存储对象到内存中。所以我们可以理解为主要在操作hashmap的键值对。

以下是一些简单操作[增，删，改，查，设置过期时间]：

//参数设置
string SockIOPoolName = "Test_SockIOPoolName";
string[] MemcacheServiceList = { "172.21.0.192:11211" };

//设置连接池
SockIOPool SPool = SockIOPool.GetInstance(SockIOPoolName);
SPool.SetServers(MemcacheServiceList);
SPool.Initialize();

//实例化Client
MemcachedClient MClient = new MemcachedClient();
MClient.PoolName = SockIOPoolName;

Console.WriteLine("1.创建memcache缓存Hello World");
MClient.Add("Key1001", "Hello World");
Console.WriteLine("2.查询缓存信息{0}", MClient.Get("Key1001"));

Console.WriteLine("3.修改memcache缓存Hello World");
MClient.Set("Key1001", "Hello World - 修改版");
Console.WriteLine("4.查询缓存信息{0}", MClient.Get("Key1001"));

if (MClient.KeyExists("Key1001"))
{
    Console.WriteLine("5.删除memcache缓存");
    MClient.Delete("Key1001");
}

if (MClient.KeyExists("Key1001"))
    Console.WriteLine(MClient.Get("Key1001"));
else
    Console.WriteLine("6.删除已删除");

Student stud = new Student() { id = "10001", name = "张三" };
MClient.Add("student", stud);
Student Get_stud = MClient.Get("student") as Student;
Console.WriteLine("6.缓存实体对象：{0} {1}", Get_stud.id, Get_stud.name);

MClient.Add("Key1002", "我已设置过期时间1分钟", DateTime.Now.AddMinutes(1));
while (true)
{
    if (MClient.KeyExists("Key1002"))
    {
        Console.WriteLine("key:Key1002 Value:{0},当前时间：{1}", MClient.Get("Key1002"), DateTime.Now);
        Thread.Sleep(20000);
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("key:Key1002 我已过期,当前时间：{0}", DateTime.Now);
        break;
    }
}

输出结果：

Memcached缓存过期机制：

惰性删除：它并没有提供监控数据过期的机制，而是惰性的，当查询到某个key数据时，如果过期那么直接抛弃。

比如键key1002在2015-04-09 13：54 ：18 我设置他的值为:”我已设置过期时间1分钟“。他的过期时间为1分钟。等到2015-04-09 13：55 ：18时数据应该过期，但在内存中还是会保存这条数据，而是等客户端来请求这条数据时判断数据是否过期。过期就直接删除返回空。如果内存满了memcached会把最长时间未使用到期的缓存记录给删除，腾出空间继续使用。

Memcached分布存储

下面假设memcached服务器有node1～node3三台，应用程序要保存键名为“tokyo”、“kanagawa”、“chiba”、“saitama”、“gunma”的数据。

 

首先向memcached中添加“tokyo”。将“tokyo”传给客户端程序库后，客户端实现的算法就会根据“键”来决定保存数据的memcached服务器。服务器选定后，即命令它保存“tokyo”及其值。

同样，“kanagawa”、“chiba”、“saitama”、“gunma”都是先选择服务器再保存。接下来获取保存的数据。获取时也要将要获取的键“tokyo”传递给函数库。函数库通过与数据保存时相同的算法，根据“键”选择服务器。使用的算法相同，就能选中与保存时相同的服务器，然后发送get命令。只要数据没有因为某些原因被删除，就能获得保存的值。

这样，将不同的键保存到不同的服务器上，就实现了memcached的分布式。memcached服务器增多后，键就会分散，即使一台memcached服务器发生故障无法连接，也不会影响其他的缓存，系统依然能继续运行。 （参考：memcached全面剖析）

//参数
string[] MemcacheServiceList = { "172.21.0.192:11211", "172.21.0.28:11211", "172.21.13.246:11211" };

//设置连接池
SockIOPool SPool = SockIOPool.GetInstance();
SPool.SetServers(MemcacheServiceList);
SPool.Initialize();

MemcachedClient MClient = new MemcachedClient();
MClient.FlushAll();

int count = 5;
var time = Stopwatch.StartNew();
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    MClient.Add(i.ToString(), "value" + i);
}
Console.WriteLine("memcached缓存创建成功。耗时:{0}",time.ElapsedTicks);


time = Stopwatch.StartNew();
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    if (MClient.KeyExists(i.ToString()))
    {
        Console.WriteLine("key:{0}.value:{1}", i, MClient.Get(i.ToString()));
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("--------未能查询到数据key:{0}--------",i);
    }
}
Console.WriteLine("memcached缓存数据查询完成。耗时:{0}", time.ElapsedTicks);

SPool.Shutdown();

【实例代码】