php memcache 使用学习

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。

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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

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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 。

的士特啰嗦司机

天边的光，或暗或明，却从未熄灭。