分布式缓存系统Memcached简介与实践

在数据驱动的web开发中，经常要重复从数据库中取出相同的数据，这种重复极大的增加了数据库负载。缓存是解决这个问题的好办法。但是ASP.NET中的虽然已经可以实现对页面局部进行缓存，但还是不够灵活。此时Memcached或许是你想要的。

 
Memcached是什么?
Memcached是由Danga Interactive开发的，高性能的，分布式的内存对象缓存系统，用于在动态应用中减少数据库负载，提升访问速度。

Memcached能缓存什么？
通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表，Memcached能够用来存储各种格式的数据，包括图像、视频、文件以及数据库检索的结果等。

Memcached快么？

非常快。Memcached使用了libevent（如果可以的话，在linux下使用epoll）来均衡任何数量的打开链接，使用非阻塞的网络I/O，对内部对象实现引用计数(因此，针对多样的客户端，对象可以处在多样的状态)， 使用自己的页块分配器和哈希表， 因此虚拟内存不会产生碎片并且虚拟内存分配的时间复杂度可以保证为O(1).。

Danga Interactive为提升Danga Interactive的速度研发了Memcached。目前，LiveJournal.com每天已经在向一百万用户提供多达两千万次的页面访问。而这些，是由一个由web服务器和数据库服务器组成的集群完成的。Memcached几乎完全放弃了任何数据都从数据库读取的方式，同时，它还缩短了用户查看页面的速度、更好的资源分配方式，以及Memcache失效时对数据库的访问速度。

Memcached的特点
Memcached的缓存是一种分布式的，可以让不同主机上的多个用户同时访问， 因此解决了共享内存只能单机应用的局限，更不会出现使用数据库做类似事情的时候，磁盘开销和阻塞的发生。

Memcached的使用
一 Memcached服务器端的安装 （此处将其作为系统服务安装）
  下载文件：memcached 1.2.1 for Win32 binaries (Dec 23, 2006)
   1 解压缩文件到c:\memcached
   2 命令行输入 'c:\memcached\memcached.exe -d install' 
   3 命令行输入 'c:\memcached\memcached.exe -d start' ，该命令启动 Memcached ，默认监听端口为 11211
  通过 memcached.exe -h 可以查看其帮助
二   .NET memcached client library
   下载文件：https://sourceforge.net/projects/memcacheddotnet/

   里面有.net1.1  和 .net2.0的两种版本  还有一个不错的例子。

三  应用

  1 将Commons.dll，ICSharpCode.SharpZipLib.dll，log4net.dll，Memcached.ClientLibrary.dll 等放到bin目录
  2 引用Memcached.ClientLibrary.dll
  3 代码

 1 namespace Memcached.MemcachedBench
 2 {
 3     using System;
 4     using System.Collections;
 5 
 6     using Memcached.ClientLibrary;
 7 
 8     public class MemcachedBench 
 9     {
10         [STAThread]
11         public static void Main(String[] args) 
12         {
13             string[] serverlist = { "10.0.0.131:11211", "10.0.0.132:11211" };
14 
15             //初始化池
16             SockIOPool pool = SockIOPool.GetInstance();
17             pool.SetServers(serverlist);
18 
19             pool.InitConnections = 3;
20             pool.MinConnections = 3;
21             pool.MaxConnections = 5;
22 
23             pool.SocketConnectTimeout = 1000;
24             pool.SocketTimeout = 3000;
25 
26             pool.MaintenanceSleep = 30;
27             pool.Failover = true;
28 
29             pool.Nagle = false;
30             pool.Initialize();
31 
32             // 获得客户端实例
33             MemcachedClient mc = new MemcachedClient();
34             mc.EnableCompression = false;
35 
36             Console.WriteLine("------------测  试-----------");
37             mc.Set("test", "my value");  //存储数据到缓存服务器，这里将字符串"my value"缓存，key 是"test"
38 
39             if (mc.KeyExists("test"))   //测试缓存存在key为test的项目
40             {
41                 Console.WriteLine("test is Exists");
42                 Console.WriteLine(mc.Get("test").ToString());  //在缓存中获取key为test的项目
43             }
44             else
45             {
46                 Console.WriteLine("test not Exists");
47             }
48 
49             Console.ReadLine();
50 
51             mc.Delete("test");  //移除缓存中key为test的项目
52 
53             if (mc.KeyExists("test"))
54             {
55                 Console.WriteLine("test is Exists");
56                 Console.WriteLine(mc.Get("test").ToString());
57             }
58             else
59             {
60                 Console.WriteLine("test not Exists");
61             }
62             Console.ReadLine();
63             
64             SockIOPool.GetInstance().Shutdown();  //关闭池， 关闭sockets
65         }
66     }
67 }

 

 win7下要有admin权限， 进入Windows\System32\cmd.exe 

以管理员身份运行

运行安装命令：memcached -d install -l 127.0.0.1 -m 1024 -c 2048
参数说明：

-p <num>      设置端口号(默认不设置为: 11211)
-U <num>      UDP监听端口 (默认: 11211, 0 时关闭) 

-d install 安装为Windows服务
-l 绑定的IP
-m 使用的最大内存（MB）,默认64M
-c 最大并发连接数，默认1024

首先登录到服务器，然后在cmd命令行中键入
telnet 127.0.0.1 11211

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Vista和windows7带有telnet，只是默认没有安装而已。

    处理办法：

    依次打开“开始”→“控制面板”→“打开或关闭Windows功能”，在打开的窗口处，寻找并勾选“Telnet客户端”，然后点击“确定”。顺利安装后，再在运行下输入此命令就OK了。

    1.开始–>控制面板–>程序和功能
    2.左侧 打开或者关闭windows功能
    3.找到Telnet客户端，选择安装

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其中127.0.0.1是服务器的地址（这里是本机） ，11211是memcached绑定的端口号。
之后命令行窗口全黑只有光标提示，摸黑输入stats，即可得到描述Memcached服务器运行情况的参
数。如下图：
 
其中，uptime 是memcached运行的秒数，cmd_get是查询缓存的次数。这两个数据相除一下就能得到
平均每秒请求缓存的次数——最近niupu的流量很低，所以平均也就一秒请求一次多，这么点大的压
力，用文件系统缓存一样没问题，根本不会体现出使用memcached的优越。
下面的cmd_set 就是设置key=>value的次数。整个memcached是个大hash，用cmd_get没有找到的内
容，就会调用一下cmd_set写进缓存里。紧跟着是get_hits，就是缓存命中的次数。缓存命中率 =
get_hits/cmd_get * 100%。
下面的get_misses的数字加上get_hits应该等于cmd_get。而total_itemscurr_items表示现在在缓
存中的键值对个数，在图上total_items == cmd_set == get_misses，不过当可用最大内存用光时
，memcached就会删掉一些内容，上面的等式就不成立了。

• set:用于向缓存添加新的键值对。如果键已经存在，则之前的值将被替换。
• add :仅当缓存中不存在键时，add 命令才会向缓存中添加一个键值对。如果缓存中已经存在键，则之前的值将仍然保持相同，并且您将获得响应NOT_STORED 。
• replace:仅当键已经存在时，replace 命令才会替换缓存中的键。如果缓存中不存在键，那么您将从 memcached 服务器接受到一条 NOT_STORED 响应。
• get:用于检索与之前添加的键值对相关的值。
• delete:用于删除 memcached 中的任何现有值。您将使用一个键调用delete ，如果该键存在于缓存中，则删除该值。如果不存在，则返回一条 NOT_FOUND 消息。
• gets:功能类似于基本的 get 命令。两个命令之间的差异在于，gets 返回的信息稍微多一些：64 位的整型值非常像名称/值对的 “版本” 标识符。  

前三个命令是用于操作存储在 memcached 中的键值对的标准修改命令。它们都非常简单易用，且都使用清单 5 所示的语法：

command <key> <flags> <expiration time> <bytes>
<value>

表 1. memcached 修改命令参数参 数用法keykey 用于查找缓存值flags可以包括键值对的整型参数，客户机使用它存储关于键值对的额外信息expiration time在缓存中保存键值对的时间长度（以秒为单位，0 表示永远）bytes在缓存中存储的字节点value存储的值（始终位于第二行）例子：

set useID 0 0 5

1234

 telnet到memcached服务器后有很多的命令可以使用，除了大家熟知的add、get、set、incr、decr、replace、delete等赋值命令外，还有一系列的获取服务器信息的命令，这部分命令都是以stats开头的。
用PHP的Memcache::getStats($cmd)也可以访问这些命令

常用的命令

stats
显示服务器信息、统计数据等

stats reset
清空统计数据

stats malloc
显示内存分配数据

stats cachedump slab_id limit_num
显示某个slab中的前limit_num个key列表，显示格式如下
ITEM key_name [ value_length b; expire_time|access_time s]
其中，memcached 1.2.2及以前版本显示的是  访问时间(timestamp)
1.2.4以上版本，包括1.2.4显示 过期时间(timestamp)
如果是永不过期的key，expire_time会显示为服务器启动的时间

stats cachedump 7 2
ITEM copy_test1 [250 b; 1207795754 s]
ITEM copy_test [248 b; 1207793649 s]

stats slabs
显示各个slab的信息，包括chunk的大小、数目、使用情况等

stats items
显示各个slab中item的数目和最老item的年龄(最后一次访问距离现在的秒数)

stats detail [on|off|dump]
设置或者显示详细操作记录

参数为on，打开详细操作记录
参数为off，关闭详细操作记录
参数为dump，显示详细操作记录(每一个键值get、set、hit、del的次数)

stats detail dump
PREFIX copy_test2 get 1 hit 1 set 0 del 0
PREFIX copy_test1 get 1 hit 1 set 0 del 0
PREFIX cpy get 1 hit 0 set 0 del 0

Memcached的stats命令

 

具体的配置大家可以参考：
Linux下的Memcache安装：http://www.ccvita.com/index.php/257.html
Windows下的Memcache安装：http://www.ccvita.com/index.php/258.html
Memcache基础教程：http://www.ccvita.com/index.php/259.html