memcached基本教程1——安裝和使用memcached

如何將 memcached 融入到您的環境中?

在開始安裝和使用 using memcached 之前,我們需要了解如何將 memcached 融入到您的環境中。雖然在任何地方都可以使用 memcached,但我發現需要在數據庫層中執行幾個經常性查詢時,memcached 往往能發揮最大的效用。我經常會在數據庫和應用服務器之間設置一系列 memcached 實例,並採用一種簡單的模式來讀取和寫入這些服務器。圖 1 可以幫助您瞭解如何設置應用程序體系結構:


圖 1. 使用 memcached 的示例應用程序體系結構
使用 memcached 的示例應用程序體系結構 

體系結構相當容易理解。我建立了一個 Web 層,其中包括一些 Apache 實例。下一層是應用程序本身。這一層通常運行於 Apache Tomcat 或其他開源應用服務器之上。再下面一層是配置 memcached 實例的地方 — 即應用服務器與數據庫服務器之間。在使用這種配置時,需要採用稍微不同的方式來執行數據庫的讀取和寫入操作。

讀取

我執行讀取操作的順序是從 Web 層獲取請求(需要執行一次數據庫查詢)並檢查之前在緩存中存儲的查詢結果。如果我找到所需的值,則返回它。如果未找到,則執行查詢並將結果存儲在緩存中,然後再將結果返回給 Web 層。

寫入

將數據寫入到數據庫中時,首先需要執行數據庫寫入操作,然後將之前緩存的任何受此寫入操作影響的結果設定爲無效。此過程有助於防止緩存和數據庫之間出現數據不一致性。

安裝 memcached

memcached 支持一些操作系統,包括 Linux®、Windows®、Mac OS 和 Solaris。在本文中,我將詳細介紹如何通過源文件構建和安裝 memcached。採用這種方式的主要原因是我在遇到問題時可以查看源代碼。

libevent

libevent 是安裝 memcached 的唯一前提條件。它是 memcached 所依賴的異步事件通知庫。您可以在 monkey.org 上找到關於 libevent 的源文件。接下來,找到其最新版本的源文件。對於本文,我們使用穩定的 1.4.11 版本。獲取了歸檔文件之後,將它解壓到一個方便的位置,然後執行清單 1 中的命令:


清單 1. 生成和安裝 libevent

				
cd libevent-1.4.11-stable/

./configure
			
make
				
make install

memcached

從 Danga Interactive 獲取 memcached 源文件,仍然選擇最新的分發版。在撰寫本文時,其最新版本是 1.4.0。將 tar.gz 解壓到方便的位置,並執行清單 2 中的命令:


清單 2. 生成和安裝 memcached

				
cd memcached-1.4.0/

./configure
			
make
				
make install

完成這些步驟之後,您應該安裝了一個 memcached 工作副本,並且可以使用它了。讓我們進行簡單介紹,然後使用它。

使用 memcached

要開始使用 memcached,您首先需要啓動 memcached 服務器,然後使用 telnet 客戶機連接到它。

要啓動 memcached,執行清單 3 中的命令:


清單 3. 啓動 memcached
				
./memcached -d -m 2048 -l 10.0.0.40 -p 11211

這會以守護程序的形式啓動 memcached(-d),爲其分配 2GB 內存(-m 2048),並指定監聽 localhost,即端口 11211。您可以根據需要修改這些值,但以上設置足以完成本文中的練習。接下來,您需要連接到 memcached。您將使用一個簡單的 telnet 客戶機連接到 memcached 服務器。

大多數操作系統都提供了內置的 telnet 客戶機,但如果您使用的是基於 Windows 的操作系統,則需要下載第三方客戶機。我推薦使用 PuTTy

安裝了 telnet 客戶機之後,執行清單 4 中的命令:


清單 4. 連接到 memcached
				
telnet localhost 11211

如果一切正常,則應該得到一個 telnet 響應,它會指示 Connected to localhost(已經連接到 localhost)。如果未獲得此響應,則應該返回之前的步驟並確保 libevent 和 memcached 的源文件都已成功生成。

您現現已經登錄到 memcached 服務器。此後,您將能夠通過一系列簡單的命令來與 memcached 通信。9 個 memcached 客戶端命令可以分爲三類:

  • 基本
  • 高級
  • 管理

基本 memcached 客戶機命令

您將使用五種基本 memcached 命令執行最簡單的操作。這些命令和操作包括:

  • set
  • add
  • replace
  • get
  • delete

 

前三個命令是用於操作存儲在 memcached 中的鍵值對的標準修改命令。它們都非常簡單易用,且都使用清單 5 所示的語法:


清單 5. 修改命令語法
				
command <key> <flags> <expiration time> <bytes>
<value>

表 1 定義了 memcached 修改命令的參數和用法。


表 1. memcached 修改命令參數
參數 用法
key key 用於查找緩存值
flags 可以包括鍵值對的整型參數,客戶機使用它存儲關於鍵值對的額外信息
expiration time 在緩存中保存鍵值對的時間長度(以秒爲單位,0 表示永遠)
bytes 在緩存中存儲的字節點
value 存儲的值(始終位於第二行)

現在,我們來看看這些命令的實際使用。

set 
set 命令用於向緩存添加新的鍵值對。如果鍵已經存在,則之前的值將被替換。

注意以下交互,它使用了 set 命令:

set userId 0 0 5
12345
STORED

如果使用 set 命令正確設定了鍵值對,服務器將使用單詞 STORED 進行響應。本示例向緩存中添加了一個鍵值對,其鍵爲 userId,其值爲 12345。並將過期時間設置爲 0,這將向 memcached 通知您希望將此值存儲在緩存中直到刪除它爲止。

add 
僅當緩存中不存在鍵時,add 命令纔會向緩存中添加一個鍵值對。如果緩存中已經存在鍵,則之前的值將仍然保持相同,並且您將獲得響應 NOT_STORED

下面是使用 add 命令的標準交互:

set userId 0 0 5
12345
STORED

add userId 0 0 5
55555
NOT_STORED

add companyId 0 0 3
564
STORED

replace 
僅當鍵已經存在時,replace 命令纔會替換緩存中的鍵。如果緩存中不存在鍵,那麼您將從 memcached 服務器接受到一條 NOT_STORED 響應。

下面是使用 replace 命令的標準交互:

replace accountId 0 0 5
67890
NOT_STORED

set accountId 0 0 5
67890
STORED

replace accountId 0 0 5
55555
STORED

最後兩個基本命令是 get 和 delete。這些命令相當容易理解,並且使用了類似的語法,如下所示:

command <key>

接下來看這些命令的應用。

get 
get 命令用於檢索與之前添加的鍵值對相關的值。您將使用 get 執行大多數檢索操作。

下面是使用 get 命令的典型交互:

set userId 0 0 5
12345
STORED

get userId
VALUE userId 0 5
12345
END

get bob
END

如您所見,get 命令相當簡單。您使用一個鍵來調用 get,如果這個鍵存在於緩存中,則返回相應的值。如果不存在,則不返回任何內容。

delete 
最後一個基本命令是 deletedelete 命令用於刪除 memcached 中的任何現有值。您將使用一個鍵調用 delete,如果該鍵存在於緩存中,則刪除該值。如果不存在,則返回一條 NOT_FOUND 消息。

下面是使用 delete 命令的客戶機服務器交互:

set userId 0 0 5
98765
STORED

delete bob
NOT_FOUND

delete userId
DELETED

get userId
END

高級 memcached 客戶機命令

可以在 memcached 中使用的兩個高級命令是 gets 和 casgets 和 cas 命令需要結合使用。您將使用這兩個命令來確保不會將現有的名稱/值對設置爲新值(如果該值已經更新過)。我們來分別看看這些命令。

gets 
gets 命令的功能類似於基本的 get 命令。兩個命令之間的差異在於,gets 返回的信息稍微多一些:64 位的整型值非常像名稱/值對的 “版本” 標識符。

下面是使用 gets 命令的客戶機服務器交互:

set userId 0 0 5
12345
STORED

get userId
VALUE userId 0 5
12345
END

gets userId
VALUE userId 0 5 4
12345
END

考慮 get 和 gets 命令之間的差異。gets 命令將返回一個額外的值 — 在本例中是整型值 4,用於標識名稱/值對。如果對此名稱/值對執行另一個 set 命令,則 gets 返回的額外值將會發生更改,以表明名稱/值對已經被更新。清單 6 顯示了一個例子:


清單 6. set 更新版本指示符
				
set userId 0 0 5
33333
STORED

gets userId
VALUE userId 0 5 5
33333
END

您看到 gets 返回的值了嗎?它已經更新爲 5。您每次修改名稱/值對時,該值都會發生更改。

cas 
cas(check 和 set)是一個非常便捷的 memcached 命令,用於設置名稱/值對的值(如果該名稱/值對在您上次執行 gets 後沒有更新過)。它使用與 set 命令相類似的語法,但包括一個額外的值:gets 返回的額外值。

注意以下使用 cas 命令的交互:

set userId 0 0 5
55555
STORED

gets userId
VALUE userId 0 5 6
55555
END

cas userId 0 0 5 6
33333
STORED

如您所見,我使用額外的整型值 6 來調用 gets 命令,並且操作運行非常順序。現在,我們來看看清單 7 中的一系列命令:


清單 7. 使用舊版本指示符的 cas 命令
				
set userId 0 0 5
55555
STORED

gets userId
VALUE userId 0 5 8
55555
END

cas userId 0 0 5 6
33333
EXISTS

注意,我並未使用 gets 最近返回的整型值,並且 cas 命令返回 EXISTS 值以示失敗。從本質上說,同時使用 gets 和 cas 命令可以防止您使用自上次讀取後經過更新的名稱/值對。

緩存管理命令

最後兩個 memcached 命令用於監控和清理 memcached 實例。它們是 stats 和 flush_all 命令。

stats 
stats 命令的功能正如其名:轉儲所連接的 memcached 實例的當前統計數據。在下例中,執行 stats 命令顯示了關於當前 memcached 實例的信息:

stats
STAT pid 63
STAT uptime 101758
STAT time 1248643186
STAT version 1.4.11
STAT pointer_size 32
STAT rusage_user 1.177192
STAT rusage_system 2.365370
STAT curr_items 2
STAT total_items 8
STAT bytes 119
STAT curr_connections 6
STAT total_connections 7
STAT connection_structures 7
STAT cmd_get 12
STAT cmd_set 12
STAT get_hits 12
STAT get_misses 0
STAT evictions 0
STAT bytes_read 471
STAT bytes_written 535
STAT limit_maxbytes 67108864
STAT threads 4
END

此處的大多數輸出都非常容易理解。稍後在討論緩存性能時,我還將詳細解釋這些值的含義。至於目前,我們先來看看輸出,然後再使用新的鍵來運行一些 set 命令,並再次運行 stats 命令,注意發生了哪些變化。

flush_all 
flush_all 是最後一個要介紹的命令。這個最簡單的命令僅用於清理緩存中的所有名稱/值對。如果您需要將緩存重置到乾淨的狀態,則 flush_all 能提供很大的用處。下面是一個使用 flush_all 的例子:

set userId 0 0 5
55555
STORED

get userId
VALUE userId 0 5
55555
END

flush_all
OK

get userId
END

緩存性能

在本文的最後,我將討論如何使用高級 memcached 命令來確定緩存的性能。stats 命令用於調優緩存的使用。需要注意的兩個最重要的統計數據是 et_hits get_misses。這兩個值分別指示找到名稱/值對的次數(get_hits)和未找到名稱/值對的次數(get_misses)。

結合這些值,我們可以確定緩存的利用率如何。初次啓動緩存時,可以看到 get_misses 會自然地增加,但在經過一定的使用量之後,這些 get_misses 值應該會逐漸趨於平穩 — 這表示緩存主要用於常見的讀取操作。如果您看到 get_misses 繼續快速增加,而 get_hits 逐漸趨於平穩,則需要確定一下所緩存的內容是什麼。您可能緩存了錯誤的內容。

確定緩存效率的另一種方法是查看緩存的命中率(hit ratio)。緩存命中率表示執行 get 的次數與錯過 get 的次數的百分比。要確定這個百分比,需要再次運行 stats 命令,如清單 8 所示:


清單 8. 計算緩存命中率
				
stats
STAT pid 6825
STAT uptime 540692
STAT time 1249252262
STAT version 1.2.6
STAT pointer_size 32
STAT rusage_user 0.056003
STAT rusage_system 0.180011
STAT curr_items 595
STAT total_items 961
STAT bytes 4587415
STAT curr_connections 3
STAT total_connections 22
STAT connection_structures 4
STAT cmd_get 2688
STAT cmd_set 961
STAT get_hits 1908
STAT get_misses 780
STAT evictions 0
STAT bytes_read 5770762
STAT bytes_written 7421373
STAT limit_maxbytes 536870912
STAT threads 1
END

現在,用 get_hits 的數值除以 cmd_gets。在本例中,您的命中率大約是 71%。在理想情況下,您可能希望得到更高的百分比 — 比率越高越好。查看統計數據並不時測量它們可以很好地判定緩存策略的效率。

 

常有命令如下:

 

啓動/結束
memcached -d -m 10 -u root -l 192.168.0.122 -p 11200 -c 256 -P /tmp/memcached.pid
-d 選項是啓動一個守護進程, 
-m 是分配給Memcache使用的內存數量,單位是MB,這裏是10MB
-u 是運行Memcache的用戶,這裏是root
-l 是監聽的服務器IP地址,如果有多個地址的話,這裏指定了服務器的IP地址192.168.0.122 
-p 是設置Memcache監聽的端口,這裏設置了12000,最好是1024以上的端口
-c 選項是最大運行的併發連接數,默認是1024,這裏設置了256,按照你服務器的負載量來設定
-P 是設置保存Memcache的pid文件
kill `cat /tmp/memcached.pid`

獲取運行狀態
echo stats | nc 192.168.1.123 11200
watch "echo stats | nc 192.168.1.123 11200" (實時狀態)


轉自:http://www.cnblogs.com/czh-liyu/archive/2010/04/27/1722084.html

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