21.1
NoSQL21.1 什么是NoSQL
[*] 非关系型数据库就是NoSQL，关系型数据库代表MySQL
[*] 对于关系型数据库来说，是需要把数据存储到库、表、行、字段里，查询的时候根据条件一行一行地去匹配，当量非常大的时候就很耗费时间和资源，尤其是数据是需要从磁盘里去检索
[*] NoSQL数据库存储原理非常简单（典型的数据类型为k-v），不存在繁杂的关系链，比如mysql查询的时候，需要找到对应的库、表（通常是多个表）以及字段。
[*] NoSQL数据可以存储在内存里，查询速度非常快
[*] NoSQL在性能表现上虽然能优于关系型数据库，但是它并不能完全替代关系型数据库
[*] NoSQL因为没有复杂的数据结构，扩展非常容易，支持分布式
[*] 常见NoSQL数据库
[*] k-v形式的：memcached、redis 适合储存用户信息，比如会话、配置文件、参数、购物车等等。这些信息一般都和ID（键）挂钩，这种情景下键值数据库是个很好的选择。
[*] 文档数据库：mongodb 将数据以文档的形式储存。每个文档都是一系列数据项的集合。每个数据项都有一个名称与对应的值，值既可以是简单的数据类型，如字符串、数字和日期等；也可以是复杂的类型，如有序列表和关联对象。数据存储的最小单位是文档，同一个表中存储的文档属性可以是不同的，数据可以使用XML、JSON或者JSONB等多种形式存储。
[*] 列存储 Hbase
[*] 图Neo4J、Infinite Graph、OrientDB
21.2 Memcached介绍
[*] Memcached是国外社区网站LiveJournal团队开发，目的是为了通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，从而提高动态web站点性能。
[*] 官方站点 http://www.memcached.org/
[*] 数据结构简单(k-v)，数据存放在内存里
[*] 多线程
[*] 基于c/s架构，协议简单 （启动一个服务去连接memcached进行通信）
[*] 基于libevent的事件处理 （nginx也是基于libevent）
[*] 自主内存存储处理（slab allowcation)
[*] 数据过期方式：Lazy Expiration 和 LRU
[*] Memcached不支持重启服务器，因为数据存储在内存里面，重启服务器会导致数据丢失。
Memcached的数据流向
http://s1.运维网.com/images/20180703/1530612520330020.png
Slab allocation
[*] Slab Allocation的原理
[*] 将分配的内存分割成各种尺寸的块（chunk）， 并把尺寸相同的块分成组（chunk的集合），每个chunk集合被称为slab。
[*] Memcached的内存分配以Page为单位，Page默认值为1M，可以在启动时通过-I参数来指定。
[*] Slab是由多个Page组成的，Page按照指定大小切割成多个chunk。
http://s1.运维网.com/images/20180703/1530612527988122.png
Growth factor
[*] Memcached在启动时通过-f选项可以指定 Growth Factor因子。该值控制chunk大小的差异。默认值为1.25。
[*] 通过memcached-tool命令查看指定Memcached实例的不同slab状态，可以看到各Item所占大小（chunk大小）差距为1.25
[*] 命令：# memcached-tool 127.0.0.1:11211 display
Memcached的数据过期方式
[*] Lazy Expiration
[*] Memcached 内部不会监视记录是否过期，而是在get时查看记录的时间戳，检查记录是否过期。这种技术被称为lazy（惰性）expiration。因此，Memcached不会在过期监视上耗费CPU时间。
[*] LRU
[*] Memcached会优先使用已超时的记录的空间，但即使如此，也会发生追加新记录时空间不足的情况，此时就要使用名为Least Recently Used（LRU）机制来分配空间。顾名思义，这是删除“最近最少使用”的记录的机制。因此，当内存空间不足时（无法从slab class获取到新的空间时），就从最近未被使用的记录中搜索，并将其空间分配给新的记录。从缓存的实用角度来看，该模型十分理想。
slab allocation 的关系
[*] 小--》大
[*] 块chunk--》组（chunk的集合）--》slab
[*] 大--》小
[*] memcached分配--》page--》chunk
21.3 安装memcached
yum install -y memcached libmemcached libevent
systemctl start memcached memcached 进程介绍
ps aux |grepmemcached
memcach+ 6170.00.0 3255641176 ? Ssl17:10 0:00 /usr/bin/memcached -u memcached -p 11211 -m 64 -c 1024
root 6260.00.0 112660 968 pts/0 R+ 17:10 0:00 grep --color=auto memcached 解释：
-u 指定启动用户
-p 指定端口
-m 分配内存大小，单位Mb （此选项最常用）
-c 指定最大并发数
以上的参数都可以更改
修改加载参数有2种，分为手动跟自动：
1 手动 /usr/bin/memcached -u xxx -p xxx -m xxx -c xxx
2 自动，修memcached的配置文件
vim /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="" 根据实际来修改
比如加上监听的ip，可以把OPTIONS="" 改为OPTIONS="127.0.0.1"
21.4 查看memcached状态
memcached-tool是查看memcached状态的一款工具
memcached-tool 127.0.0.1:11211 stats
#127.0.0.1:11211 Field Value
accepting_conns 1
auth_cmds 0
auth_errors 0
bytes 0
bytes_read 7
bytes_written 0
cas_badval 0
cas_hits 0
cas_misses 0
cmd_flush 0
cmd_get 0
cmd_set 0
cmd_touch 0
conn_yields 0
connection_structures 11
curr_connections 10
curr_items 0
decr_hits 0
decr_misses 0
delete_hits 0
delete_misses 0
evicted_unfetched 0
evictions 0
expired_unfetched 0
get_hits 0
get_misses 0
hash_bytes 524288
hash_is_expanding 0
hash_power_level 16
incr_hits 0
incr_misses 0
libevent 2.0.21-stable
limit_maxbytes 67108864
listen_disabled_num 0
pid 617
pointer_size 64
reclaimed 0
reserved_fds 20
rusage_system 0.020730
rusage_user 0.019136
threads 4
time1530610329
total_connections 11
total_items 0
touch_hits 0
touch_misses 0
uptime 1324
version 1.4.15 关注点
get hits命中的数量
curr_items暂时存储的项目数量
get hits/ curr_items=命中率
或者echo stats |nc 127.0.0.1 11211需要安装nc工具yum install -y nc
echo stats |nc 127.0.0.1 11211
STAT pid 617
STAT uptime 2754
STAT time 1530611759
STAT version 1.4.15
STAT libevent 2.0.21-stable
STAT pointer_size 64
STAT rusage_user 0.037363
STAT rusage_system 0.041996
STAT curr_connections 10
STAT total_connections 12
STAT connection_structures 11
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 0
STAT cmd_set 0
STAT cmd_flush 0
STAT cmd_touch 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 touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 13
STAT bytes_written 1024
STAT limit_maxbytes 67108864
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 4
STAT conn_yields 0
STAT hash_power_level 16
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT bytes 0
STAT curr_items 0
STAT total_items 0
STAT expired_unfetched 0
STAT evicted_unfetched 0
STAT evictions 0
STAT reclaimed 0
END 若安装libmemcached后，可以使用命令
memstat --servers=127.0.0.1:11211 查看memcached服务状态
--servers 指定memcached服务器ip:port
memstat --servers=127.0.0.1:11211
Server: 127.0.0.1 (11211)
pid: 617
uptime: 2787
time: 1530611792
version: 1.4.15
libevent: 2.0.21-stable
pointer_size: 64
rusage_user: 0.038247
rusage_system: 0.041996
curr_connections: 10
total_connections: 13
connection_structures: 11
reserved_fds: 20
cmd_get: 0
cmd_set: 0
cmd_flush: 0
cmd_touch: 0
get_hits: 0
get_misses: 0
delete_misses: 0
delete_hits: 0
incr_misses: 0
incr_hits: 0
decr_misses: 0
decr_hits: 0
cas_misses: 0
cas_hits: 0
cas_badval: 0
touch_hits: 0
touch_misses: 0
auth_cmds: 0
auth_errors: 0
bytes_read: 30
bytes_written: 2068
limit_maxbytes: 67108864
accepting_conns: 1
listen_disabled_num: 0
threads: 4
conn_yields: 0
hash_power_level: 16
hash_bytes: 524288
hash_is_expanding: 0
bytes: 0
curr_items: 0
total_items: 0
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evicted_unfetched: 0
evictions: 0
reclaimed: 0
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