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2341rtw 发表于 2016-1-22 09:29:30

Linux 缓存之memcached详解

大纲

一、什么是memcached
二、memcached特性
三、memcached存储方式
四、memcached安装与配置
五、memcached结合php
六、Nginx整合memcached
七、保存php session于memcached中
八、MemAdmin实现memcached的管理和监控




一、什么是memcached
Memcached是一款开源、高性能、分布式内存对象缓存系统，可应用各种需要缓存的场景，其主要目的是通过降低对Database的访问来加速web应用程序。它是一个基于内存的“键值对”存储，用于存储数据库调用、API调用或页面引用结果的直接数据，如字符串、对象等。
它是缓存服务器，但本身无法决定缓存任何数据，一半依赖于客户端，一半依赖于服务器，它自身只提供存储能力，但存储哪些数据，如何存是由客户端决定的。

二、memcached特点
memcached作为高速运行的分布式缓存服务器，具有以下的特点

[*]简单key/value存储：服务器不关心数据本身的意义及结构，只要是可序列化数据即可。存储项由“键、过期时间、可选的标志及数据”四个部分组成；

[*]功能的实现一半依赖于客户端，一半基于服务器端：客户负责发送存储项至服务器端、从服务端获取数据以及无法连接至服务器时采用相应的动作；服务端负责接收、存储数据，并负责数据项的超时过期；

[*]各服务器间彼此无视：不在服务器间进行数据同步；

[*]O(1)的执行效率

[*]清理超期数据：默认情况下，Memcached是一个LRU缓存，同时，它按事先预订的时长清理超期数据；但事实上，memcached不会删除任何已缓存数据，只是在其过期之后不再为客户所见；而且，memcached也不会真正按期限清理缓存，而仅是当get命令到达时检查其时长；

补充：libevent是个程序库，它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥O(1)的性能。memcached使用这个libevent库，因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能。



三、memcached存储方式
为了提高性能，memcached中保存的数据都存储在memcached内置的内存存储空间中。由于数据仅存在于内存中，因此重启memcached、重启操作系统会导致全部数据消失。另外，内容容量达到指定值之后，就基于LRU(Least Recently Used)算法自动删除不使用的缓存。memcached本身是为缓存而设计的服务器，因此并没有过多考虑数据的永久性问题。

四、memcached安装与配置
系统环境
CentOS5.8 x86_64
软件包
memcached-1.4.5-1.el5.x86_64.rpm
libevent-1.4.13-1.el5.x86_64.rpm

1、首先配置好epel源

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# wget -P /etc/yum.repos.d/ http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-5.repo
# yum repolist




2、安装memcached

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memcached是依赖于libevent API，如果是编译安装memcached，请确保libevent已经安装
# yum install -y memcached

查看生成的文件
# rpm -ql memcached
/etc/rc.d/init.d/memcached
/etc/sysconfig/memcached
/usr/bin/memcached
/usr/bin/memcached-tool
/usr/share/doc/memcached-1.4.5
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/AUTHORS
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/CONTRIBUTORS
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/COPYING
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/ChangeLog
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/NEWS
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/README
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/protocol.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/readme.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.5/threads.txt
/usr/share/man/man1/memcached.1.gz
/var/run/memcached




3、memcached常用选项说明

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-l <ip_addr>：指定进程监听的地址；
-d: 以服务模式运行；
-u <username>：以指定的用户身份运行memcached进程；
-m <num>：用于缓存数据的最大内存空间，单位为MB，默认为64MB；
-c <num>：最大支持的并发连接数，默认为1024；
-p <num>: 指定监听的TCP端口，默认为11211；
-U <num>：指定监听的UDP端口，默认为11211，0表示关闭UDP端口；
-t <threads>：用于处理入站请求的最大线程数，仅在memcached编译时开启了支持线程才有效；
-f <num>：设定Slab Allocator定义预先分配内存空间大小固定的块时使用的增长因子；
-M：当内存空间不够使用时返回错误信息，而不是按LRU算法利用空间；
-n: 指定最小的slab chunk大小；单位是字节；
-S: 启用sasl进行用户认证；




4、启动memcached服务

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# service memcached start
Starting memcached:                                       
# netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address      Foreign Address    State       PID/Program name   
tcp      0      0 127.0.0.1:9000       0.0.0.0:*          LISTEN      30266/php-fpm      
tcp      0      0 0.0.0.0:11211      0.0.0.0:*          LISTEN      5788/memcached      
tcp      0      0 0.0.0.0:111          0.0.0.0:*          LISTEN      2820/portmap      
tcp      0      0 0.0.0.0:22         0.0.0.0:*          LISTEN      25126/sshd         
tcp      0      0 127.0.0.1:6010       0.0.0.0:*          LISTEN      5738/sshd         
tcp      0      0 0.0.0.0:922          0.0.0.0:*          LISTEN      2860/rpc.statd      
tcp      0      0 :::3306            :::*               LISTEN      5669/mysqld         
tcp      0      0 :::11211             :::*               LISTEN      5788/memcached      
tcp      0      0 :::22                :::*               LISTEN      25126/sshd         
tcp      0      0 ::1:6010             :::*               LISTEN      5738/ssh




5、memcached相关命令

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首先连接memcached
# telnet localhost 11211
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.localdomain (127.0.0.1).
Escape character is '^]'.

查看状态统计信息
stats
STAT pid 5788
STAT uptime 25
STAT time 1453373921
STAT version 1.4.5
STAT pointer_size 64
STAT rusage_user 0.000000
STAT rusage_system 0.011998
STAT curr_connections 10
STAT total_connections 11
STAT connection_structures 11
STAT cmd_get 0
STAT cmd_set 0
STAT cmd_flush 0
STAT get_hits 0
STAT get_misses 0
STAT delete_misses 0
STAT delete_hits 0
STAT incr_misses 0
STAT incr_hits 0
STAT decr_misses 0
STAT decr_hits 0
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 9
STAT bytes_written 7
STAT limit_maxbytes 67108864
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 4
STAT conn_yields 0
STAT bytes 0
STAT curr_items 0
STAT total_items 0
STAT evictions 0
STAT reclaimed 0
END

添加一个新键
格式：add keyname flagtimeoutdatasize
如：
add mykey 0 30 8
soysauce
STORED

获取某个键对应的值
格式：get keyname
如
get mykey
VALUE mykey 0 8
soysauce
END




附memcached常用命令列表

五、memcached结合php
1、编辑nginx配置文件，启用如下选项

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# vim /etc/nginx/nginx.conf
location ~ \.php$ {
            root         html;
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_indexindex.php;
            fastcgi_paramSCRIPT_FILENAME/scripts$fastcgi_script_name;
            include      fastcgi_params;
}

主页添加.php支持
location / {
            root   html;
            indexindex.php index.html index.htm;
      }




2、编辑/etc/nginx/fastcgi_params，将其内容更改为如下内容

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# vim /etc/nginx/fastcgi_params
fastcgi_paramGATEWAY_INTERFACECGI/1.1;
fastcgi_paramSERVER_SOFTWARE    nginx;
fastcgi_paramQUERY_STRING       $query_string;
fastcgi_paramREQUEST_METHOD   $request_method;
fastcgi_paramCONTENT_TYPE       $content_type;
fastcgi_paramCONTENT_LENGTH   $content_length;
fastcgi_paramSCRIPT_FILENAME    $document_root$fastcgi_script_name;
fastcgi_paramSCRIPT_NAME      $fastcgi_script_name;
fastcgi_paramREQUEST_URI      $request_uri;
fastcgi_paramDOCUMENT_URI       $document_uri;
fastcgi_paramDOCUMENT_ROOT      $document_root;
fastcgi_paramSERVER_PROTOCOL    $server_protocol;
fastcgi_paramREMOTE_ADDR      $remote_addr;
fastcgi_paramREMOTE_PORT      $remote_port;
fastcgi_paramSERVER_ADDR      $server_addr;
fastcgi_paramSERVER_PORT      $server_port;
fastcgi_paramSERVER_NAME      $server_name;




3、重新载入nginx服务


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# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
# service nginx reload
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
Reloading nginx:                                          




4、测试是否能够支持php

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# cat > /usr/html/index.php << EOF
> <?php
> phpinfo();
> ?>





到此，Nginx结合php能够正常工作，接下来我们来为php添加memcache扩展

5、安装memcache扩展

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PHP有两个memcache客户端：php memcache和php memcached
memcache大概是04年出现的，功能较为简单
memcached大概是09年出现的，基于原生的c的libmemcached的扩展，更加完善，功能更加强大

这里以memcache作为演示，编译安装memcached，先下载源码包
# wget https://pecl.php.net/get/memcache-2.2.5.tgz
# cd memcache-2.2.5
# /usr/local/php/bin/phpize
# ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-memcache
# make && make install

安装完成，最后一行
Installing shared extensions:   /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/

为memcache增加配置文件
# vim /etc/php.d/memcache.ini
# cat /etc/php.d/memcache.ini
extension="/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/memcache.so"

重新载入php-fpm服务
# service php-fpm restart
Stopping php-fpm:                                          
Starting php-fpm:                                          

可以看到memcache扩展已经添加完成






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我们再来用php脚本坐下测试
# vim /usr/html/test.php
# cat /usr/html/test.php
<?php
$mem = new Memcache;
$mem->connect("127.0.0.1", 11211)or die("Could not connect");

$version = $mem->getVersion();
echo "Server's version: ".$version."<br/>\n";

$mem->set('testkey', 'Hello World', 0, 600) or die("Failed to save data at the memcached server");
echo "Store data in the cache (data will expire in 600 seconds)<br/>\n";

$get_result = $mem->get('testkey');
echo "$get_result is from memcached server.";         
?>







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再来使用Telnet登录memcached看一下，可以看到php结合memcached已能正常提供缓存功能
# telnet localhost 11211
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.localdomain (127.0.0.1).
Escape character is '^]'.
get testkey
VALUE testkey 0 11
Hello World
END





六、Nginx整合memcached
只需要定义一个server段即可


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server {
      listen       80;
      server_namewww.soysauce.com;

      #charset koi8-r;

      #access_loglogs/host.access.logmain;

      location / {
                set $memcached_key $uri;                # 以uri为键名
                memcached_pass   127.0.0.1:11211;
                default_type       text/html;
                error_page         404 @fallback;
      }

      location @fallback {
                proxy_pass http://172.16.1.102;            # 缓存没有时，去哪个主机取得数据
      }
}





七、保存php session于memcached中
1、配置php将会话保存至memcached中

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编辑php.ini文件，确保如下两个参数的值分别如下所示
# vim /etc/php.ini
session.save_handler = memcache
session.save_path = "tcp://172.16.1.101:11211?persistent=1&weight=1&timeout=1&retry_interval=15"

重启php-fpm服务
# service php-fpm restart
Stopping php-fpm:                                          
Starting php-fpm:                                          




2、测试

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新建php页面setsess.php，为客户端设置启用session
# vim /usr/html/setsess.php
# cat /usr/html/setsess.php
<?php
session_start();
if (!isset($_SESSION['www.soysauce.com'])) {
$_SESSION['www.soysauce.com'] = time();
}
print $_SESSION['www.soysauce.com'];
print "<br><br>";
print "Session ID: " . session_id();
?>

<?php
session_start();
if (!isset($_SESSION['www.MageEdu.com'])) {
$_SESSION['www.MageEdu.com'] = time();
}
print $_SESSION['www.MageEdu.com'];
print "<br><br>";
print "Session ID: " . session_id();
?>

新建php页面showsess.php，获取当前用户的会话ID
# vim /usr/html/showsess.php
# cat /usr/html/showsess.php
<?php
session_start();
$memcache_obj = new Memcache;
$memcache_obj->connect('172.16.1.101', 11211);
$mysess=session_id();
var_dump($memcache_obj->get($mysess));
$memcache_obj->close();
?>

用浏览器访问测试







八、MemAdmin实现memcached的管理和监控
1、什么是MemAdmin

MemAdmin是一款可视化的Memcached管理与监控工具，使用PHP开发，体积小，操作简单。主要功能：
[*]服务器参数监控：STATS、SETTINGS、ITEMS、SLABS、SIZES实时刷新

[*]服务器性能监控：GET、DELETE、INCR、DECR、CAS等常用操作命中率实时监控

[*]支持数据遍历，方便对存储内容进行监视

[*]支持条件查询，筛选出满足条件的KEY或VALUE

[*]数组、JSON等序列化字符反序列显示

[*]兼容memcache协议的其他服务，如Tokyo Tyrant (遍历功能除外)

[*]支持服务器连接池，多服务器管理切换方便简洁


2、安装与配置

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首先下载源码包
# wget http://www.junopen.com/memadmin/memadmin-1.0.12.tar.gz

解压并移动至网页根目录
# tar xf memadmin-1.0.12.tar.gz
# mv memadmin /usr/html/memadmin

修改登录密码
# vim /usr/html/memadmin/config.php
# sed -n "4,5p" /usr/html/memadmin/config.php
$config['user'] = "admin"; // your username
$config['passwd'] = "redhat"; // your password




3、登录memadmin


添加服务器，我这里memcached服务器是本机


点击左下角的开始管理，即可进入管理页面


这个就是管理页面，支持的操作非常多


这个就是服务器stats统计信息


memadmin还有许多强大的管理功能，这里就不一一去演示了，其实并没有多复杂

查看完整版本: Linux 缓存之memcached详解