Linux 缓存之memcached详解

formatuu

　　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
[root@soysauce ~]# wget -P /etc/yum.repos.d/ http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-5.repo
[root@soysauce ~]# yum repolist　　2、安装memcached
memcached是依赖于libevent API，如果是编译安装memcached，请确保libevent已经安装
[root@soysauce ~]# yum install -y memcached
查看生成的文件
[root@soysauce ~]# 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
-l ：指定进程监听的地址；
-d: 以服务模式运行；
-u ：以指定的用户身份运行memcached进程；
-m ：用于缓存数据的最大内存空间，单位为MB，默认为64MB；
-c ：最大支持的并发连接数，默认为1024；
-p : 指定监听的TCP端口，默认为11211；
-U ：指定监听的UDP端口，默认为11211，0表示关闭UDP端口；
-t ：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 ：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
[root@soysauce ~]# service memcached start
Starting memcached:                                        [  OK  ]
[root@soysauce ~]# 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
首先连接memcached
[root@soysauce ~]# 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 flag  timeout  datasize
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
[root@soysauce ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
location ~ \.php$ {
            root           html;
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index  index.php;
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
            include        fastcgi_params;
}
主页添加.php支持
location / {
            root   html;
            index  index.php index.html index.htm;
        }　　2、编辑/etc/nginx/fastcgi_params，将其内容更改为如下内容
[root@soysauce nginx]# vim /etc/nginx/fastcgi_params
fastcgi_param  GATEWAY_INTERFACE  CGI/1.1;
fastcgi_param  SERVER_SOFTWARE    nginx;
fastcgi_param  QUERY_STRING       $query_string;
fastcgi_param  REQUEST_METHOD     $request_method;
fastcgi_param  CONTENT_TYPE       $content_type;
fastcgi_param  CONTENT_LENGTH     $content_length;
fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME    $document_root$fastcgi_script_name;
fastcgi_param  SCRIPT_NAME        $fastcgi_script_name;
fastcgi_param  REQUEST_URI        $request_uri;
fastcgi_param  DOCUMENT_URI       $document_uri;
fastcgi_param  DOCUMENT_ROOT      $document_root;
fastcgi_param  SERVER_PROTOCOL    $server_protocol;
fastcgi_param  REMOTE_ADDR        $remote_addr;
fastcgi_param  REMOTE_PORT        $remote_port;
fastcgi_param  SERVER_ADDR        $server_addr;
fastcgi_param  SERVER_PORT        $server_port;
fastcgi_param  SERVER_NAME        $server_name;　　3、重新载入nginx服务

[root@soysauce nginx]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@soysauce nginx]# 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:                                           [  OK  ]　　4、测试是否能够支持php
[root@soysauce nginx]# cat > /usr/html/index.php  

　　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
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
[root@soysauce ~]# wget https://pecl.php.net/get/memcache-2.2.5.tgz
[root@soysauce ~]# cd memcache-2.2.5
[root@soysauce memcache-2.2.5]# /usr/local/php/bin/phpize
[root@soysauce memcache-2.2.5]# ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-memcache
[root@soysauce memcache-2.2.5]# 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
[root@soysauce memcache-2.2.5]# vim /etc/php.d/memcache.ini
[root@soysauce memcache-2.2.5]# 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
[root@soysauce memcache-2.2.5]# service php-fpm restart
Stopping php-fpm:                                          [  OK  ]
Starting php-fpm:                                          [  OK  ]
可以看到memcache扩展已经添加完成　　
　　
我们再来用php脚本做下测试
[root@soysauce memcache-2.2.5]# vim /usr/html/test.php
[root@soysauce memcache-2.2.5]# cat /usr/html/test.php