Memcached是什么?
Memcached是高性能的,分布式的内存对象缓存系统,用于在动态应用中减少数据库负载,提升访问速度。
Memcached由Danga Interactive开发,用于提升LiveJournal.com访问速度的。LJ每秒动态页面访问量几千次,用户700万。Memcached将数据库负载大幅度降低,更好的分配资源,更快速访问。
如何使用memcached-Server端?
在服务端运行:
# ./memcached -d -m 2048 -l 10.0.0.40 -p 11211
这将会启动一个占用2G内存的进程,并打开11211端口用于接收请求。由于32位系统只能处理4G内存的寻址,所以在大于4G内存使用PAE的32位服务器上可以运行2-3个进程,并在不同端口进行监听。
如何使用memcached-Client端?
在应用端包含一个用于描述Client的Class后,就可以直接使用,非常简单。
PHP Example:
$options["servers"] = array("192.168.1.41:11211", "192.168.1.42:11212");
$options["debug"] = false;
$memc = new MemCachedClient($options);
$myarr = array("one","two", 3);
$memc->set("key_one", $myarr);
$val = $memc->get("key_one");
print $val[0]."\n"; // prints 'one‘
print $val[1]."\n"; // prints 'two‘
print $val[2]."\n"; // prints 3
为什么不使用数据库做这些?
暂且不考虑使用什么样的数据库(MS-SQL, Oracle, Postgres, MysQL-InnoDB, etc..), 实现事务(ACID,Atomicity, Consistency, Isolation, and Durability )需要大量开销,特别当使用到硬盘的时候,这就意味着查询可能会阻塞。当使用不包含事务的数据库(例如Mysql-MyISAM),上面的开销不存在,但 读线程又可能会被写线程阻塞。
Memcached从不阻塞,速度非常快。
为什么不使用共享内存?
最初的缓存做法是在线程内对对象进行缓存,但这样进程间就无法共享缓存,命中率非常低,导致缓存效率极低。后来出现了共享内存的缓存,多个进程或者线程共享同一块缓存,但毕竟还是只能局限在一台机器上,多台机器做相同的缓存同样是一种资源的浪费,而且命中率也比较低。
Memcached Server和Clients共同工作,实现跨服务器分布式的全局的缓存。并且可以与Web Server共同工作,Web Server对CPU要求高,对内存要求低,Memcached Server对CPU要求低,对内存要求高,所以可以搭配使用。
Mysql 4.x的缓存怎么样?
Mysql查询缓存不是很理想,因为以下几点:
当指定的表发生更新后,查询缓存会被清空。在一个大负载的系统上这样的事情发生的非常频繁,导致查询缓存效率非常低,有的情况下甚至还不如不开,因为它对cache的管理还是会有开销。
在32位机器上,Mysql对内存的操作还是被限制在4G以内,但memcached可以分布开,内存规模理论上不受限制。
Mysql上的是查询缓存,而不是对象缓存,如果在查询后还需要大量其它操作,查询缓存就帮不上忙了。
如果要缓存的数据不大,并且查询的不是非常频繁,这样的情况下可以用Mysql 查询缓存,不然的话memcached更好。
数据库同步怎么样?
这里的数据库同步是指的类似Mysql Master-Slave模式的靠日志同步实现数据库同步的机制。
你可以分布读操作,但无法分布写操作,但写操作的同步需要消耗大量的资源,而且这个开销是随着slave服务器的增长而不断增长的。
下一步是要对数据库进行水平切分,从而让不同的数据分布到不同的数据库服务器组上,从而实现分布的读写,这需要在应用中实现根据不同的数据连接不同的数据库。
当这一模式工作后(我们也推荐这样做),更多的数据库导致更多的让人头疼的硬件错误。
Memcached可以有效的降低对数据库的访问,让数据库用主要的精力来做不频繁的写操作,而这是数据库自己控制的,很少会自己阻塞 自己。
Memcached快吗?
非常快,它使用libevent,可以应付任意数量打开的连接(使用epoll,而非poll),使用非阻塞网络IO,分布式散列对象到不同的服务器,查询复杂度是O(1)。
参考资料:
Distributed Caching with Memcached | Linux Journal
http://www.danga.com/
肖理达 (KrazyNio AT hotmail.com), 2006.04. 06, 转载请注明出处
一、memcached 简介
在很多场合,我们都会听到 memcached 这个名字,但很多同学只是听过,并没有用过或实际了解过,只知道它是一个很不错的东东。这里简单介绍一下,memcached 是高效、快速的分布式内存对象缓存系统,主要用于加速 WEB 动态应用程序。
二、memcached 安装
首先是下载 memcached 了,目前最新版本是 1.1.12,直接从官方网站即可下载到 memcached-1.1.12.tar.gz。除此之外,memcached 用到了 libevent,我下载的是 libevent-1.1a.tar.gz。
接下来是分别将 libevent-1.1a.tar.gz 和 memcached-1.1.12.tar.gz 解开包、编译、安装:
[cmd]
# tar -xzf libevent-1.1a.tar.gz
# cd libevent-1.1a
# ./configure --prefix=/usr
# make
# make install
# cd ..
# tar -xzf memcached-1.1.12.tar.gz
# cd memcached-1.1.12
# ./configure --prefix=/usr
# make
# make install
[/cmd]
<补充安装>
# fetch http://www.danga.com/memcached/dist/memcached-1.1.12.tar.gz
memcached运行需要用到libevent.
# fetch http://monkey.org/~provos/libevent-1.1a.tar.gz
# tar zxvf libevent-1.1a.tar.gz
# cd libevent-1.1a
# ./configure && make
# make install
# make verify
# cd ..
# tar zxvf memcached-1.1.12.tar.gz
# cd memcached-1.1.12
# ./configure --with-libevent=/usr/local
# make
# make check
# make install
# cat > /usr/local/etc/rc.d/memcache.sh
/usr/local/bin/memcached -d -uroot -m 512 -p 12345
# chmod +x /usr/local/etc/rc.d/memcache.sh
安装完成之后,memcached 应该在 /usr/bin/memcached。
</补充安装>
三、运行 memcached 守护程序
运行 memcached 守护程序很简单,只需一个命令行即可,不需要修改任何配置文件(也没有配置文件给你修改 ):
[cmd]
/usr/bin/memcached -d -m 128 -l 192.168.1.1 -p 11211 -u httpd
参数解释:
-d 以守护程序(daemon)方式运行 memcached;
-m 设置 memcached 可以使用的内存大小,单位为 M;
-l 设置监听的 IP 地址,如果是本机的话,通常可以不设置此参数;
-p 设置监听的端口,默认为 11211,所以也可以不设置此参数;
-u 指定用户,如果当前为 root 的话,需要使用此参数指定用户。
当然,还有其它参数可以用,man memcached 一下就可以看到了。
[/cmd]
四、memcached 的工作原理
首先 memcached 是以守护程序方式运行于一个或多个服务器中,随时接受客户端的连接操作,客户端可以由各种语言编写,目前已知的客户端 API 包括 Perl/PHP/Python/Ruby/Java/C#/C 等等。PHP 等客户端在与 memcached 服务建立连接之后,接下来的事情就是存取对象了,每个被存取的对象都有一个唯一的标识符 key,存取操作均通过这个 key 进行,保存到 memcached 中的对象实际上是放置内存中的,并不是保存在 cache 文件中的,这也是为什么 memcached 能够如此高效快速的原因。注意,这些对象并不是持久的,服务停止之后,里边的数据就会丢失。
三、PHP 如何作为 memcached 客户端
有两种方法可以使 PHP 作为 memcached 客户端,调用 memcached 的服务进行对象存取操作。
第一种,PHP 有一个叫做 memcache 的扩展,Linux 下编译时需要带上 –enable-memcache[=DIR] 选项,Window 下则在 php.ini 中去掉 php_memcache.dll 前边的注释符,使其可用。
除此之外,还有一种方法,可以避开扩展、重新编译所带来的麻烦,那就是直接使用 php-memcached-client。
本文选用第二种方式,虽然效率会比扩展库稍差一些,但问题不大。
四、PHP memcached 应用示例
首先 下载 memcached-client.php,在下载了 memcached-client.php 之后,就可以通过这个文件中的类“memcached”对 memcached 服务进行操作了。其实代码调用非常简单,主要会用到的方法有 add()、get()、replace() 和 delete(),方法说明如下:
add ($key, $val, $exp = 0)
往 memcached 中写入对象,$key 是对象的唯一标识符,$val 是写入的对象数据,$exp 为过期时间,单位为秒,默认为不限时间;
get ($key)
从 memcached 中获取对象数据,通过对象的唯一标识符 $key 获取;
replace ($key, $value, $exp=0)
使用 $value 替换 memcached 中标识符为 $key 的对象内容,参数与 add() 方法一样,只有 $key 对象存在的情况下才会起作用;
delete ($key, $time = 0)
删除 memcached 中标识符为 $key 的对象,$time 为可选参数,表示删除之前需要等待多长时间。
下面是一段简单的测试代码,代码中对标识符为 ‘mykey’ 的对象数据进行存取操作:
<?php
// 包含 memcached 类文件
require_once(‘memcached-client.php’);
// 选项设置
$options = array(
’servers’ => array(‘192.168.1.1:11211′), //memcached 服务的地址、端口,可用多个数组元素表示多个 memcached 服务
‘debug’ => true, //是否打开 debug
‘compress_threshold’ => 10240, //超过多少字节的数据时进行压缩
‘persistant’ => false //是否使用持久连接
);
// 创建 memcached 对象实例
$mc = new memcached($options);
// 设置此脚本使用的唯一标识符
$key = ‘mykey’;
// 往 memcached 中写入对象
$mc->add($key, ’some random strings’);
$val = $mc->get($key);
echo “n”.str_pad(‘$mc->add() ’, 60, ‘_’).“n”;
var_dump($val);
// 替换已写入的对象数据值
$mc->replace($key, array(’some’=>‘haha’, ‘array’=>‘xxx’));
$val = $mc->get($key);
echo “n”.str_pad(‘$mc->replace() ’, 60, ‘_’).“n”;
var_dump($val);
// 删除 memcached 中的对象
$mc->delete($key);
$val = $mc->get($key);
echo “n”.str_pad(‘$mc->delete() ’, 60, ‘_’).“n”;
var_dump($val);
?>
是不是很简单,在实际应用中,通常会把数据库查询的结果集保存到 memcached 中,下次访问时直接从 memcached 中获取,而不再做数据库查询操作,这样可以在很大程度上减轻数据库的负担。通常会将 SQL 语句 md5() 之后的值作为唯一标识符 key。下边是一个利用 memcached 来缓存数据库查询结果集的示例(此代码片段紧接上边的示例代码):
<?php
$sql = ‘SELECT * FROM users’;
$key = md5($sql); //memcached 对象标识符
if ( !($datas = $mc->get($key)) ) {
// 在 memcached 中未获取到缓存数据,则使用数据库查询获取记录集。
echo “n”.str_pad(‘Read datas from MySQL.’, 60, ‘_’).“n”;
$conn = mysql_connect(‘localhost’, ‘test’, ‘test’);
mysql_select_db(‘test’);
$result = mysql_query($sql);
while ($row = mysql_fetch_object($result))
$datas[] = $row;
// 将数据库中获取到的结果集数据保存到 memcached 中,以供下次访问时使用。
$mc->add($key, $datas);
} else {
echo “n”.str_pad(‘Read datas from memcached.’, 60, ‘_’).“n”;
}
var_dump($datas);
?>
可以看出,使用 memcached 之后,可以减少数据库连接、查询操作,数据库负载下来了,脚本的运行速度也提高了。