Memcached是一款開源、高性能、分佈式內存對象緩存系統，可應用各種需要緩存的場景，其主要目的是通過降低對數據庫的訪問來加速web應用程序。它是一個基於內存的“鍵值對”存儲，用於存儲數據庫調用、API調用或頁面引用結果的直接數據，如字符串、對象等。
一、memcached既不是一個代碼加速器，也不是數據庫中間件。其具有以下特點：
⑴內置內存存儲方式：爲了提高性能，memcached中保存的數據都存儲在memcached內置的內存存儲空間中。重啓memcached，重啓操作系統會導致全部數據消失；
⑵簡單key/value存儲：服務器不關心數據本身的意義及結構，只要是可序列化數據即可。存儲項由“鍵、過期時間、可選的標誌及數據”四個部分組成；
⑶O(1)的執行效率；
⑷基於libevent的事件處理：libevent是個函數庫，它將Linux的epoll、BSD類操作系統的kqueue等時間處理功能封裝成統一的接口。memcached使用這個libevent庫，能發揮高性能；
⑸功能的實現一半依賴於客戶端，一半基於服務器端：客戶負責發送存儲項至服務器端、從服務端獲取數據以及無法連接至服務器時採用相應的動作；服務端負責接收、存儲數據，並設置數據項的過期時長；
⑹各服務器間不會通信以共享信息；memcached雖然是分佈式緩存服務器，但服務器端並沒有分佈式功能，此功能主要通過客戶端實現；
⑺清理超期數據：默認情況下，Memcached是一個LRU緩存，同時，它按事先預訂的時長清理超期數據；但事實上，memcached不會刪除任何已緩存數據，只是在其過期之後不再爲客戶端所見；而且，memcached也不會真正按期限清理緩存，而僅是當get命令到達時檢查其時長，發現過期才清理；
二、memcached的內存管理
可參考http://blog.csdn.net/dato/article/details/1968663
三、安裝memcached
1、memcached依賴於libevent實現併發處理，先要安裝後libevent包，不過此包是系統標配；
yum -y install memcached
2、啓動memcached服務
service memcached start #memcached默認監聽在TCP和UDP的11211號端口
[root@node4 ~]# rpm -q libevent libevent-1.4.13-4.el6.x86_64 [root@node4 ~]# yum -y install memcached ... [root@node4 ~]# rpm -ql memcached /etc/rc.d/init.d/memcached /etc/sysconfig/memcached #主配置文件 /usr/bin/memcached #主程序 /usr/bin/memcached-tool /usr/share/doc/memcached-1.4.4 ... [root@node4 ~]# vim /etc/sysconfig/memcached PORT="11211" USER="memcached" MAXCONN="1024" #併發連接數 CACHESIZE="64" #用於緩存的空間大小 OPTIONS="" [root@node4 ~]# service memcached start ... [root@node4 ~]# ss -tunl Netid State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port udp UNCONN 0 0 :::11211 :::* tcp LISTEN 0 128 :::11211 :::* tcp LISTEN 0 128 *:11211 *:* ...
3、memcached主程序常用選項
-l <ip_addr>：指定進程監聽的地址
-d: 以守護進程模式運行；
-u <username>：以指定的用戶身份運行memcached進程；
-m <num>：用於緩存數據的最大內存空間，單位爲MB，默認爲64MB；
-c <num>：最大支持的併發連接數，默認爲1024；
-p <num>: 指定監聽的TCP端口，默認爲11211；
-P <filename>: pid文件
-U <num>：指定監聽的UDP端口，默認爲11211，0表示關閉UDP端口；
-t <threads>：用於處理入站請求的最大線程數，僅在memcached編譯時開啓了支持線程纔有效；
-f <num>：設定Slab Allocator定義預先分配內存空間大小固定的塊時使用的增長因子；默認爲1.25
-M：當內存空間不夠使用時返回錯誤信息，而不是按LRU算法利用空間；
-n: 指定最小的slab chunk大小；單位是字節；
-S: 啓用sasl進行用戶認證；
[root@node4 ~]# memcached -u memcached -vv slab class 1: chunk size 96 perslab 10922 slab class 2: chunk size 120 perslab 8738 slab class 3: chunk size 152 perslab 6898 slab class 4: chunk size 192 perslab 5461 slab class 5: chunk size 240 perslab 4369 slab class 6: chunk size 304 perslab 3449 slab class 7: chunk size 384 perslab 2730 slab class 8: chunk size 480 perslab 2184 slab class 9: chunk size 600 perslab 1747 slab class 10: chunk size 752 perslab 1394 ... [root@node4 ~]# memcached-tool 127.0.0.1 # Item_Size Max_age Pages Count Full? Evicted Evict_Time OOM 1 96B 80717s 1 1 no 0 0 0 [root@node4 ~]# memcached-tool 127.0.0.1 stats #127.0.0.1:11211 Field Value ... pointer_size 64 rusage_system 1.216815 rusage_user 1.241811 threads 4 time 1463497553 total_connections 17 total_items 7 uptime 81292 version 1.4.4
四、Memcached提供了爲數不多的幾個命令來完成與服務器端的交互，這些命令基於memcached的協議實現。
1、存儲類命令：set, add, replace, append, prepend
用法：<command> <key> <flag> <expire> <size>
<value>
例如：set user 0 0 8 #過期時長爲0表示永不過期
jerry
set：無論如何都存儲，數據不存在時存儲，數據存在時更新
add：數據不存在時進行添加
replace：替換
append：將數據追加到當前緩存數據的之後
prepend：將數據追加到當前緩存數據的之前
2、獲取數據類命令：get, delete, incr/decr
get key1 key2...：讀取
incr/decr key：對數字型的對象進行增/減操作
3、統計類命令：
stats：查看memcached運行狀態
stats items：
stats slabs：顯示各個slab的信息，包括chunk的大小、數目、使用情況等
stats sizes：輸出所有item的大小和個數
4、清理命令：
delete key：刪除
flush_all：將當前所有緩存數據設置爲過期，但不會釋放內存
[root@node4 ~]# telnet 127.0.0.1 11211 #使用telnet命令測試memcached的使用 Trying 127.0.0.1... Connected to 127.0.0.1. Escape character is '^]'. set user 0 60 5 jerry STORED add gender 0 60 6 female STORED get user VALUE user 0 5 jerry END delete gender DELETED stats STAT pid 37622 STAT uptime 80761 STAT time 1463497022 STAT version 1.4.4 STAT pointer_size 64 STAT rusage_user 1.241811 STAT rusage_system 1.173821 STAT curr_connections 10 STAT total_connections 15 STAT connection_structures 11 ... STAT listen_disabled_num 0 STAT threads 4 STAT conn_yields 0 STAT bytes 74 STAT curr_items 1 STAT total_items 7 STAT evictions 0 END
五、PHP作爲memcached的客戶端
1、在php-fpm服務器上安裝PHP的memcache擴展
# wget https://pecl.php.net/get/memcache-2.2.7.tgz
# tar xf memcache-2.2.7.tgz
# cd memcache-2.2.7
# /usr/local/php/bin/phpize 生成configure文件
# ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-memcache
# make && make install
安裝完後會有類似以下的提示：
Installing shared extensions: /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20130626/
2、編輯/usr/local/php/lib/php.ini，在“動態模塊”相關的位置添加memcache擴展的路徑：
extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20130626/memcache.so
◆補充：rpm方式安裝的php-fpm如何加載擴展模塊
此種情況需要先安裝php-devel包，該包能提供phpize和php-config兩個二進制程序。其餘步驟與上述類似，根據實際情況做適當修改即可。
# yum -y install php-devel
......
# ./configure --with-php-config=/usr/bin/php-config --enable-memcache
...
cp tmp-php.ini /etc/php.d/
vim /etc/php.d/tmp-php.ini
extension=/usr/lib64/php/modules/memcache.so
示例：
#此例中的php-fpm是使用rpm方式安裝的，所以若欲對其做擴展就要先安裝php-devel [root@node1 ~]# yum -y install php-devel ... [root@node1 ~]# rpm -ql php-devel /etc/rpm/macros.php /usr/bin/php-config /usr/bin/phpize /usr/include/php ... [root@node1 ~]# wget https://pecl.php.net/get/memcache-2.2.7.tgz #下載memcache擴展源碼包 ... [root@node1 ~]# tar xf memcache-2.2.7.tgz [root@node1 ~]# cd memcache-2.2.7 [root@node1 memcache-2.2.7]# phpize #生成configure文件 Configuring for: PHP Api Version: 20090626 Zend Module Api No: 20090626 Zend Extension Api No: 220090626 [root@node1 memcache-2.2.7]# ls acinclude.m4 config9.m4 config.sub CREDITS Makefile.global memcache.php memcache_standard_hash.c README aclocal.m4 config.guess configure example.php memcache.c memcache_queue.c missing run-tests.php autom4te.cache config.h.in configure.in install-sh memcache_consistent_hash.c memcache_queue.h mkinstalldirs build config.m4 config.w32 ltmain.sh memcache.dsp memcache_session.c php_memcache.h [root@node1 memcache-2.2.7]# ./configure --with-php-config=/usr/bin/php-config --enable-memcache #編譯 ... [root@node1 memcache-2.2.7]# make && make install ... Build complete. Don't forget to run 'make test'. Installing shared extensions: /usr/lib64/php/modules/ #memcache模塊的目錄 [root@node1 memcache-2.2.7]# ls /usr/lib64/php/modules/ curl.so fileinfo.so json.so memcache.so phar.so zip.so [root@node1 memcache-2.2.7]# cp tmp-php.ini /etc/php.d/ [root@node1 memcache-2.2.7]# vim /etc/php.d/tmp-php.ini 在Dynamic Extensions段下添加： extension=/usr/lib64/php/modules/memcache.so [root@node1 memcache-2.2.7]# service php-fpm restart ...
3、對memcached功能進行測試，在網站目錄中建立測試頁面test.php，添加如下內容：
<?php
$mem = new Memcache;
$mem->connect("192.168.30.14", 11211) or die("Could not connect");
$version = $mem->getVersion();
echo "Server's version: ".$version."<br/>\n";
$mem->set('hellokey', '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 = $mem->get('hellokey');
echo "$get_result is from memcached server.";
?>
如果有輸出“Hello World is from memcached.”等信息，則表明memcache已經能夠正常工作。
[root@node1 ~]# vim /web/scripts/memtest.php #創建一個測試頁
<?php
$mem = new Memcache;
$mem->connect("192.168.30.14", 11211) or die("Could not connect");
$version = $mem->getVersion();
echo "Server's version: ".$version."<br/>\n";
$mem->set('hellokey', '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 = $mem->get('hellokey');
echo "$get_result is from memcached server.";
?>
六、php程序調用memcached服務的另一個擴展memcached
memcache擴展是原生的(基於pecl擴展庫)，而memcached擴展是基於libmemcached庫開發的，libmemcached是memcache的C接口，具有低內存，線程安全等特點；memcached擴展支持Binary Protocol，而memcache擴展不支持；總之，memcached擴展相對來說具有更高的性能。
libmemcached還提供了數個可以遠程使用的memcached管理工具，如memcat, memping，memstat，memslap等。
既然memcached擴展基於limemcached，因此要先編譯安裝libmemcached；libmemcached的源碼包可到https://launchpad.net/libmemcached/+download獲取，memcached擴展的源碼包可到http://pecl.php.net/上獲取；
編譯memcached擴展：
./configure --with-libmemcached-dir=/path/to/somedir（指定libmemcached的安裝目錄） --enable-memcached
其它步驟與安裝memcache擴展類似，不再贅述
七、memcached的圖形管理工具
memcached的圖形管理管理工具主要有memcachephp、memadmin-master、phpMemcachedAdmin；
phpMemcachedAdmin的壓縮包可到http://blog.elijaa.org/phpmemcachedadmin-download-version-1-2-2/獲取
[root@node1 scripts]# ls
index.php memcachephp.zip memtest.php
[root@node1 scripts]# unzip memcachephp.zip
[root@node1 scripts]# ls
index.php memcache.php memcachephp.zip memtest.php
[root@node1 scripts]# vim memcache.php
<?php
...
$VERSION='$Id: memcache.php,v 1.1.2.3 2008/08/28 18:07:54 mikl Exp $';
define('ADMIN_USERNAME','magedu'); // Admin Username #設置一個賬號和密碼
define('ADMIN_PASSWORD','123'); // Admin Password
define('DATE_FORMAT','Y/m/d H:i:s');
define('GRAPH_SIZE',200);
define('MAX_ITEM_DUMP',50);
$MEMCACHE_SERVERS[] = '192.168.30.14:11211'; // add more as an array #指定memcached服務器地址
...
八、memcached的分佈式
memcached本身沒有“分佈式”的功能，memcached的分佈式是由客戶端實現的。memcached的客戶端接口（API，函數庫）用hash算法根據“鍵”來決定保存數據的memcached服務器。獲取數據時把要獲取的“鍵”傳遞給函數庫，函數庫通過與數據保存時相同的算法，根據“鍵”選擇服務器。使用的算法相同，就能選中與保存時相同的服務器。這樣，將不同的鍵保存到不同的服務器上，就實現了memcached的分佈式。memcached服務器增多後，鍵就會分散，即使一臺memcached服務器發生故障無法連接，也不會影響其他的緩存。
爲了減小增刪節點對緩存的影響和增加緩存的平衡性，應儘量使用“一致性hash”算法，關於“一致性hash”算法，可參考http://blog.csdn.net/cywosp/article/details/23397179
1、使用“一致性hash”算法做緩存分佈示例
①啓動若干個memcached服務器；這裏爲演示方便，僅在一個memcached服務主機上啓動幾個實例
[root@node4 ~]# memcached -d -u memcached -m 20 -p 11211 [root@node4 ~]# memcached -d -u memcached -m 20 -p 11212 [root@node4 ~]# memcached -d -u memcached -m 20 -p 11213 [root@node4 ~]# ss -tnl State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port LISTEN 0 128 :::11211 :::* LISTEN 0 128 *:11211 *:* LISTEN 0 128 :::11212 :::* LISTEN 0 128 *:11212 *:* LISTEN 0 128 :::11213 :::* LISTEN 0 128 *:11213 *:* ...
②修改php的memcache擴展源碼包中的memcache.c文件中的算法設置，然後重新編譯
"memcache.hash_strategy", "consistent"
MEMCACHE_G(hash_strategy) = MMC_CONSISTENT_HASH;
當然，可不用修改源碼重新編譯，還有另外的設置方法，可參考http://wtm-mac.iteye.com/blog/1687746
[root@node1 ~]# tar xf memcache-2.2.7.tgz [root@node1 ~]# cd memcache-2.2.7 [root@node1 memcache-2.2.7]# vim memcache.c ... "memcache.hash_strategy", "consistent" ... MEMCACHE_G(hash_strategy) = MMC_CONSISTENT_HASH; # 之後的編譯安裝的步驟略
③創建一個測試文件
vim /web/scripts/distribute.php
[root@node1 ~]# vim /web/scripts/distribute.php
$mem = new Memcache;
$mem->addServer('192.168.30.14', 11211);
$mem->addServer('192.168.30.14', 11212);
$mem->addServer('192.168.30.14', 11213);
$key1 = 'mdtest1';
$value1 = '1';
$mem->add($key1, $value1);
$key2 = 'mdtest2';
$value2 = '2';
$mem->add($key2, $value2);
$key3 = 'mdtest3';
$value3 = '3';
$mem->add($key3, $value3);
$key4 = 'mdtest4';
$value4 = '4';
$mem->add($key4, $value4);
$key5 = 'mdtest5';
$value5 = '5';
$mem->add($key5, $value5);
$key6 = 'mdtest6';
$value6 = '6';
$mem->add($key6, $value6);
echo "OK";
?>2、利用magent搭建memcached集羣
magent是一個緩存代理服務器，可以連接多臺後端Memcached服務器，它接受客戶端的請求，根據一定的算法做緩存分佈，而且還能對後端memcached緩存做高可用。具體的安裝配置可參考http://www.php-note.com/article/detail/800
九、Nginx整合memcached
nginx的memcached模塊能夠實現調用memcached服務進行緩存
配置示例：
server {
listen 80;
server_name www.magedu.com;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
set $memcached_key $uri?$args; #表示將請求的URI作爲查詢的key
memcached_pass 127.0.0.1:11211;
default_type text/html;
error_page 404 @fallback;
}
location @fallback {
proxy_pass http://172.16.0.1;
}
}
memcached模塊中的一些指令：
memcached_pass address;
memcached_buffer_size size;
memcached_connect_timeout time;
memcached_read_timeout time;
memcached_send_timeout time;
這些指令與proxy模塊中的指令類似，其用法不再贅述，可查看官方文檔