memcached总结

目录

• 作用
• 应用场景
• 工作流程
• 集群实现方式
• 特点和原理
• 删除和cache机制
• 安装部署

一、memcached是什么，有什么作用？

    高性能的内存的缓存系统。
    通过在实现规划好的内存空间中临时缓存数据库中的各项数据，来达到减少直接对数据库的直接高并发访问，从而达到提升数据库的访问性能，加网站集群动态应用服务的能力。

    简单说就是通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态web应用的速度和扩展性。

二、在企业集群架构中应用场景

    A：作为数据库的前端缓存应用  

　 a/    完整缓存，静态缓存
        商品信息，事前放到内存里，然后在对外提供访问。预热。用户访问时只读取memched缓存，就不用读数据库。
    b/    热点缓存
        需前端web程序配合，只缓存热点数据，即缓存经常被访问的数据。
        先预热数据库里的基础数据，然后动态更新。所谓动态更新，程序先读取缓存，如果缓存里面没有对应数据，再去读取数据库，然后程序把读到的数据放入缓存。

        1、 电商秒杀，双十一等高并发业务。例如，小米秒杀只获取资格，而不是瞬间秒杀到手商品。只更改用户状态，节省服务器资源。
        2、如果数据更新，同时出发缓存更新，避免给客户过期数据。

    c/    对于持久化存储系统。比如redis，可以替代一部分数据库的存储，一些简单的数据业务，投票，统计，好友统计等

    B：session会话共享存储

 

三、在不同企业业务场景中的工作流程

    a 　　当web程序需要访问后盾数据库获取数据时，会优先访问memcached内存缓存。如果缓存中有对应数据就直接放回给前端及用户；如果没有数据，也就是没有命中，再由程序请求数据库，获取到数据后除了返回给客户，还会把数据放入到memcaced中，以便下次请求被访问。memcached始终是数据库的挡箭牌，从而减轻数据库的压力，提高整个网站的相应速度。
    b　　 当程序更新、修改、杀出等操作时，会同时发送请求通知memcached已经缓存的数据失效，从而保证缓存的数据和数据库中的一致。
    如果是在高并发场合，除了通知过期缓存失效外，还会通过相关机制，使用户访问新数据前，通过程序预先把更新过的数据推送到memcached中缓存起来。这样可以减少数据库的访问压力，提升命中率。

四、服务分布式集群如何实现？

    memcached集群和普通集群的区别：所有memcached的数据综合才是数据库的综合。
    
    a　　程序实现
    程序加载所有memcached的ip列表，通过对key做一致性哈希
    一致性hash，目的是不但保证每个对象只请求一个对应的服务器，而且当节点宕机缓存服务器的更新重新分配比例降到最低。
    b　　负载均衡器/代理，如magnet

1、安装 
wget http://memagent.googlecode.com/files/magent-0.5.tar.gz  
tar zxvf magent-0.5.tar.gz  
/sbin/ldconfig  
sed -i "s#LIBS = -levent#LIBS = -levent -lm#g" Makefile  
make  
cp magent /usr/bin/magent  

2、命令详解

  -h this message
  -u uid
  -g gid
  -p port, default is 11211. (0 to disable tcp support)
  -s ip:port, set memcached server ip and port
  -b ip:port, set backup memcached server ip and port
  -l ip, local bind ip address, default is 0.0.0.0
  -n number, set max connections, default is 4096
  -D do not go to background
  -k use ketama key allocation algorithm
  -f file, unix socket path to listen on. default is off
  -i number, max keep alive connections for one memcached server, default is 20
  -v verbose
3、启动
magent -u root -n 51200 -l 192.168.1.2 -p 12000 -s 192.168.1.4:11211 -s 192.168.1.5:11211    

五、特点和原理

•         完全基于内存，没有持久性存储的设计，一旦重启，数据丢失
•         异步I/O模型， 使用libevent模型的事件通知机制
•         节点之间相互独立
•         被缓存的数据是以键值对形式存在的
•         可以设定过期时间，过期后自动删除。是在访问的时候删除，根据时间戳判断
•         内存分配机制是对特定的内存进行分块，再把多个块分为一组

六、删除和cache机制

    cache机制是LRU（最近最少用）算法，加上item过期失效。如果内存不够用了，过期的会最先被替换，接着是lru算法算出来的。
    -m可以指定不被删除

七、安装部署

1、下载

wget http://memcached.googlecode.com/files/memcached-1.4.15.tar.gz
wget https://github.com/downloads/libevent/libevent/libevent-2.0.21-stable.tar.gz

2、安装
# tar zxvf libevent-*.tar.gz
# cd libevent-2.0.21
# ./configure –prefix=/usr/local/libevent
# make
# make install
#测试是否安装成功
# ls -al /usr/lib | grep libevent


# tar zxvf memcached-1.4.15.tar.gz
# cd memcached-1.4.15

#这里安装的时候需要制定libevent的安装路径
#   ./configure --prefix=/usr/local/memcached --with-libevent=/usr/local/libevent/
# make
# make install

#检查是否安装成功
# ls -al /usr/local/bin/mem*

3、启动

/usr/local/memcached/bin/memcached -d -m 256 -u root -p 11211 -c 1024 –P /tmp/memcached.pid

 启动参数说明：
-d 选项是启动一个守护进程。
-u root 表示启动memcached的用户为root。
-m 是分配给Memcache使用的内存数量，单位是MB，默认64MB。
-M return error on memory exhausted (rather than removing items)。
-u 是运行Memcache的用户，如果当前为root 的话，需要使用此参数指定用户。
-p 是设置Memcache的TCP监听的端口，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。
-P 是设置保存Memcache的pid文件。

4、测试
[root@localhost /]# telnet 192.168.141.64 12000
Trying 192.168.141.64...
Connected to 192.168.141.64 (192.168.141.64).
Escape character is '^]'.
set key1 0 60 4
zhou
STORED
get key1
VALUE key1 0 4
zhou
END

备注：
参数详细说明
memcached 1.4.2  
-p       监听的TCP端口(默认: 11211)  
-U       监听的UDP端口(默认: 11211, 0表示不监听)  
-s      用于监听的UNIX套接字路径（禁用网络支持）  
-a      UNIX套接字访问掩码，八进制数字（默认：0700）  
-l   监听的IP地址。（默认：INADDR_ANY，所有地址）  
-d            作为守护进程来运行。  
-r            最大核心文件限制。  
-u  设定进程所属用户。（只有root用户可以使用这个参数）  
-m       单个数据项的最大可用内存，以MB为单位。（默认：64MB）  
-M            内存用光时报错。（不会删除数据）  
-c       最大并发连接数。（默认：1024）  
-k            锁定所有内存页。注意你可以锁定的内存上限。  
              试图分配更多内存会失败的，所以留意启动守护进程时所用的用户可分配的内存上限。  
              （不是前面的 -u  参数；在sh下，使用命令"ulimit -S -l NUM_KB"来设置。）  
-v            提示信息（在事件循环中打印错误/警告信息。）  
-vv           详细信息（还打印客户端命令/响应）  
-vvv          超详细信息（还打印内部状态的变化）  
-h            打印这个帮助信息并退出。  
-i            打印memcached和libevent的许可。  
-P      保存进程ID到指定文件，只有在使用 -d 选项的时候才有意义。  
-f    块大小增长因子。（默认：1.25）  
-n     分配给key+value+flags的最小空间（默认：48）  
-L            尝试使用大内存页（如果可用的话）。提高内存页尺寸可以减少"页表缓冲（TLB）"丢失次数，提高运行效率。  
              为了从操作系统获得大内存页，memcached会把全部数据项分配到一个大区块。  
-D      使用  作为前缀和ID的分隔符。  
              这个用于按前缀获得状态报告。默认是":"（冒号）。  
              如果指定了这个参数，则状态收集会自动开启；如果没指定，则需要用命令"stats detail on"来开启。  
-t       使用的线程数（默认：4）  
-R            每个连接可处理的最大请求数。  
-C            禁用CAS。  
-b            设置后台日志队列的长度（默认：1024）  
-B            绑定协议 - 可能值：ascii,binary,auto（默认）  
-I            重写每个数据页尺寸。调整数据项最大尺寸。