艾伟：自己实现memcached客户端库

What's memcached ?

memcached是一个以key-value的形式缓存数据的缓存系统。通过将数据缓存到内存中，从而提高数据的获取速度。
memcached以key-value的形式来保存数据，你可以为你每一段数据关联一个key，然后以后可以通过这个key获取
这段数据。

memcached是一个库还是什么？memcached其实是一个单独的网络服务器程序。它的网络底层基于libevent，你可以
将其运行在网络中的一台服务器上，通过网络，在遵循memcached的协议的基础上与memcached服务器进行通信。

What do we want to wrap ?

我们需要做什么？我们只需要遵循memcached的协议(参见该文档)，封装网络层的通信，让上层可以通过调用诸如
add/get之类的接口即可实现往memcached服务器缓存数据，以及取数据。上层程序员根本不知道这些数据在网络
上存在过。

这个东西，也就是memcached官方所谓的client apis。你可以使用现成的客户端库，但是你也可以将这种重造轮子
的工作当作一次网络编程的练习。it's up to you.:D

Where to start ?

很遗憾，对于windows用户而言，memcached官方没有给出一个可以执行或者可以直接F7即可得到可执行文件的下载
(如果你是vc用户)。幸运的是，已经有人做了这个转换工作。

你可以从http://jehiah.cz/projects/memcached-win32/这里下载到memcached的windows版本，包括可执行程序和
源代码。

我们直接可以运行memcached.exe来安装/开启memcached服务器，具体步骤在以上页面有所提及：

安装：memcached.exe -d install，这会在windows服务里添加一个memcached服务
运行：memcached.exe -d start，你也可以通过windows的服务管理运行。

   
然后，你可以在任务管理器里看到一个'memcached'的进程，很占内存，因为这是memcached。

So, here we go ...

通过以上步骤运行的memcached，默认在11211端口监听(是个TCP连接，可以通过netstat查看)。接下来，我们就可
以connect到该端口上，然后send/recv数据了。发送/接收数据只要遵循memcached的协议格式，一切都很简单。

使用最简单的阻塞socket连接memcached服务器：

       SOCKET s = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
        struct sockaddr_in addr;
        memset( &addr, 0, sizeof( addr ) );
        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_port = htons( 11211 );
        addr.sin_addr.s_addr = inet_addr( "127.0.0.1" ); 

        ret = connect( s, (struct sockaddr*) &addr, sizeof( addr ) );
        if( ret == 0 )
        {
            printf( "connect ok\n" );
        } 

       
About the protocol

简单地提一下memcached的协议。

可以说，memcached的协议是基于行的协议，因为无论是客户端请求还是服务器端应答，都是以"\r\n"作为结束符。
memcached的协议将数据(send/recv操作的数据)分为两种类型：命令和用户数据。

命令用于服务器和客户端进行交互；而用户数据，很显然，就是用户想要缓存的数据。

关于用户数据，你只需要将其编码成字节流(说白了，只要send函数允许即可)，并附带数据结束标志"\r\n"发送即可。

关于命令，memcached分为如下几种命令：存储数据、删除数据、取出数据、其他一些获取信息的命令。其实你换个角度
想想，memcached主要就是将数据存储到内存里，所以命令也多不了哪去，基本就停留在add/get/del上。

关于key，memcached用key来标识数据，每一个key都是一个不超过255个字符的字符串。

到这里，你可以发现memcached对于数据的存储方式(暴露给上层)多少有点像std::map，如果你愿意，你可以将客户端
API封装成map形式。= =#

具体实现

接下来可以看看具体的实现了。

首先看看存储数据命令，存储数据命令有：add/set/replace/append/prepend/cas。存储命令的格式为：
<command name> <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n
具体字段的含义参看protocol.txt文件，这里我对set举例，如下代码，阻塞发送即可：

        char cmd[256] ;
        char data[] = "test data";
        sprintf( cmd, "set TestKey 0 0 %d\r\n", strlen( data ) );
        ret = send( s, cmd, strlen( cmd ), 0 ); 

注意：noreply选项对于有些memcached版本并不被支持，例如我们使用的1.2.2版本。注意官方的changelog即可。

当你发送了存储命令后，memcached会等待客户端发送数据块。所以我们继续发送数据块：

 

        ret = send( s, data, strlen( data ), 0 );
        ret = send( s, "\r\n", 2, 0 ); // 数据结束符

 

然后，正常的话，memcached服务器会返回应答信息给客户端。

 

        char reply[256];
        ret = recv( s, reply, sizeof( reply ) - 1, 0 );
        reply[ret] = 0;
        printf( "server reply : %s\n", reply ); 

 

如果存储成功，服务器会返回STORED字符串。memcached所有应答信息都是以字符串的形式给出的。所以可以直接printf出来。

关于其他的操作，我就不在这里列举例子了。我提供了我封装的memcached客户端库的完整代码下载，使用的是阻塞socket，
对应着memcached的协议看，很容易看懂的。

It's a story about a programmer...

最近发觉自己有点极端，要么写纯C的代码，要么写满是template的泛型代码。

相关代码下载