1.Memcached简介

Memcached是一款开源的、高性能的纯内存缓存服务软件。用于动态Web应用以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高动态、数据库驱动网站的速度。Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。其守护进程（daemon ）是用C写的，但是客户端可以用任何语言来编写，并通过memcached协议与守护进程通信。

服务端Memcached 客户端Memcache

2.Memcached原理及优点

memcache 的工作就是在专门的机器的内存里维护一张巨大的 hash 表，来存储经常被读写的一些数组与文件，从而极大的提高网站的运行效率。

优点：

1. 对于用户来讲，访问网站的速度更快了，体验更好了
2. 对网站来说，数据库压力降低了。只有当内存没有数据时才会去请求数据库。第一次写入的数据也会请求数据库。所以第一次公司没有预热，只有当用户读取过数据库才会放到Memcached中
3. 提升了网站的并发访问，减少服务器数量

3.Memcached企业使用场景

3.1作为数据库的前端缓存应用

1.完整缓存

例如京东的商品分类，就可以事先放到Memcached内存里，然后再对外提供数据访问。这个叫预热，此时可以只读取缓存就能读到商品分类数据，无需读取数据库，所以数据库的压力就降下来了，因为商品分类是由内部员工管理的，可以增加编辑后推送到Memcached内存里

当然，分类做成静态化文件，放到存储上，然后，放到web缓存里。这种实现方法更好

2.热点缓存-难在数据一致性

热点缓存一般是指由用户更新的商品，例如淘宝的卖家，当卖家新增商品后，淘宝网的程序就会写入数据库，然后读取写入的数据，把这部分数据放入到Memcached内存中，当下次访问这个商品的请求直接从Memcached内存中取数据。这种方法用来缓存网站热点数据，即Memcached中缓存经常被访问的数据

特别提示：这个过程可以通过程序实现，也可以在数据库上安装Memcached插件，直接由数据库触发更新内容到Memcached中。

淘宝京东双11场景：

要事先预热Memcached，先把数据放入内存预热，然后再逐步动态更新。先读取缓存，如果缓存里没有数据，再去读取数据库，然后再把读到的数据放入缓存。如果数据库里的数据更新，则触发缓存更新，防止给用户过期的数据

作为数据库的前端缓存最大的目的：减少数据库被大量访问的压力

3.2作为集群后端的session会话保持

把所有应用服务器session会话统一放到memcached里，web都读共享memcached，就保存一致了。php程序php.ini里配置。其他NOSQL软件也可以

4.Memcached分布式缓存集群

为缓解数据库的高并发访问压力，可以在数据库层配置数据读写分离，并对读数据库做负载均衡，但更简单高效的方法是部署缓存数据库，把部分数据保存在内存中。由于单台Memcached的内存容量有限，并且单台也是单点，因此Memcached也有负载均衡及分布式应用的场景。注：Memcached没有数据同步的功能

Memcached分布式集群的特点：

1. 所有MC服务器内存的容量都不是一样的。这些服务器内存加起来接近数据库的容量。比如1T的数据库，一台缓存数据库的内存没有这么大，因此分成10台缓存服务器
2. 通过在客户端（web）程序或者MC的负载均衡器上用HASH算法，让同一内容都分配到一个MC服务器
3. 普通的HASH算法对于节点宕机会带来大量的数据流动(失效)，可能会引起雪崩效应
4. 一致性HASH可以让节点宕机对节点的数据流动(失效)降到最低

web服务器、memcached缓存服务器、数据库服务器三者开启的顺序①数据库 ②memcached缓存服务器  ③web服务器

5.Memcached安装使用

5.1安装环境

[root@node01 ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.2.1511 (Core) 
[root@node01 ~]# uname -r
3.10.0-327.el7.x86_64

5.2安装Memcached服务

[root@node01 ~]# yum install -y memcached

5.3启动Memcached服务

[root@node01 ~]# memcached -h  ##查看帮助
[root@node01 ~]# systemctl start memcached.service
[root@node01 ~]# lsof -i:11211
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
memcached 15882 memcached 26u IPv4 40055 0t0 TCP *:memcache (LISTEN)
memcached 15882 memcached 27u IPv6 40056 0t0 TCP *:memcache (LISTEN)
memcached 15882 memcached 28u IPv4 40059 0t0 UDP *:memcache 
memcached 15882 memcached 29u IPv6 40060 0t0 UDP *:memcache 
##或者使用如下命令启动Memcached
[root@node01 ~]# memcached -d -c 10240 -p 11211 -m 16 -P /var/run/memcached.pid -u root -l 118.190.201.68
##命令说明：
-d 后台运行
-c 并发访问连接数
-p 指定端口
-m 指定内存
-P 指定pid路径
-l 绑定监听的网卡
启用多实例的时候可以应用次命令更改端口号
[root@node01 ~]# lsof -i:11211
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
memcached 15909 root 26u IPv4 38523 0t0 TCP 118.190.201.68:memcache (LISTEN)
memcached 15909 root 27u IPv4 38524 0t0 UDP 118.190.201.68:memcache 

验证是否连接

5.4管理Memcached

向Memcached添加数据：键值对

key1--->values1
key2--->values2

MySQL与Memcached对比

MySQL         Memcached/Redis
insert        set
select        get
delete        delete

语法说明：

set             key    0        0          10
<command name>  <key>  <flags>  <exptime>  <bytes>\r\n
##注释说明
- <flags>是在取回内容时，与数据和发送块一同保存服务器上的任意16位无符号整形（用十进制来书写）客户端可以用它作为“位域”来存储
一些特定的信息；他对服务器是不透明的
- <exptime>是终止时间。如果为0，该项永不过期（虽然它可能被删除，以便为其他缓存项目腾出位置）如果非0（Unix时间戳或当时时刻
的秒偏移）到达终止时间后，客户端无法再获得这项内容
- <bytes>是随后的数据区块的字节长度，不包括用于分页的"\r\n"。它可以是0（这时后面跟随一个空的数据区块）
<data block>\r\n
- <data block>是大段的8位数据，其长度由前面的命令行中的<bytes>指定
\n换行且光标移至行首
\r光标移至行首，但不换行

1.通过nc写入

[root@node01 ~]# yum install -y nc
##10对应后面插入数据10个字符
[root@node01 ~]# printf "set key001 0 0 10\r\nchengzi008\r\n"|nc 127.0.0.1 11211
STORED
##查看数据
[root@node01 ~]# printf "get key001\r\n"|nc 127.0.0.1 11211
VALUE key001 0 10
chengzi008
END
##删除数据
[root@node01 ~]# printf "delete key001\r\n"|nc 127.0.0.1 11211
DELETED
~]# echo stats | nc 127.0.0.1 11211 ##查看运行状态信息
[root@node01 ~]# printf "get stats\r\n"|nc 127.0.0.1 11211  ##查看运行状态信息

5.5监控-hit命中率

1. 监听port或进程
2. 可以模拟用户先set后get，比对get内容是不是set的。crond nagios zabbix
3. 监控命中百分比
4. 监控响应时间及需要的状态

6.Memcache客户端

6.1安装memcache客户端

#以扩展的方式安装到php  需要有php的支持
安装php参考https://www.xionghaier.cn/?p=10这篇文章
[root@node02 ~]# mkdir /application/tools -p
[root@node02 ~]# cd /application/tools/
[root@node02 tools]# wget http://pecl.php.net/get/memcache-2.2.5.tgz
[root@node02 tools]# tar zxvf memcache-2.2.5.tgz
[root@node02 memcache-2.2.5]# /application/php/bin/phpize 
Configuring for:
PHP Api Version: 20121113
Zend Module Api No: 20121212
Zend Extension Api No: 220121212
config9.m4 config.guess config.m4 config.sub configure config.w32 
[root@node02 memcache-2.2.5]# ./configure --enable-memcache --with-php-config=/application/php/bin/php-config --with-zlib-dir
[root@node02 memcache-2.2.5]# echo $?
0
[root@node02 memcache-2.2.5]# make && make install
[root@node02 memcache-2.2.5]# ll /application/php-5.5.32/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20121212/
total 284
-rwxr-xr-x 1 root root 289178 Jun 8 13:09 memcache.so
[root@node02 memcache-2.2.5]# sed -i '$a extension=memcache.so' /application/php/lib/php.ini 
##或者使用绝对路径
extension_dir="/application/php-5.5.32/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20121212/"

[root@node02 memcache-2.2.5]# pkill php
[root@node02 memcache-2.2.5]# /application/php/sbin/php-fpm -t
[08-Jun-2018 13:11:33] NOTICE: configuration file /application/php-5.5.32/etc/php-fpm.conf test is successful

[root@node02 memcache-2.2.5]# /application/php/sbin/php-fpm 
[root@node02 memcache-2.2.5]# /application/php/bin/php -m|grep memcache
memcache
命令说明：
显示出memcache说明已经编译到php里了

6.2PHP测试

~]# vim mc.php   ##web服务根目录创建
<?php
 $memcache = new Memcache;
 $memcache->commect('118.190.201.38',11211) or die ("could not connect");
 $memcache->set('key20180611','chengzi008');
 $get_value = $memcache->get('key20180611');
 echo $get_value
?>

~]# printf "get key20180611\r\n"|nc 127.0.0.1 11211

6.3集群共享Session会话

~]# sed -i 's#session.save_handler = files#session.save_handler = memcache#;$a session.save_path = "tcp://118.190.201.38:11211"' /application/php/lib/php.ini
~]# egrep "^session.save_handler|^session.save_path" /application/php/lib/php.ini
session.save_handler = memcache
session.save_path = "tcp://118.190.201.38:11211"
~]# pkill php
~]# /application/php/sbin/php-fpm -t
[08-Jun-2018 13:57:07] NOTICE: configuration file /application/php-5.5.32/etc/php-fpm.conf test is successful

~]# /application/php/sbin/php-fpm 

所有的PHP客户端的配置文件都修改，这样它们就能共享session了

修改了配置参数，同时也需要程序支持session

~]# vim session.php   ##web服务的根目录
<?php
 session_start();
 if (!isset($_SESSION['TEST'])) {
 $_SESSION['TEST'] = time();
 }

 $_SESSION['TEST3'] = time();
 print $_SESSION['TEST'];
 print "<br><br>";
 print $_SESSION['TEST3'];
 print "<br><br>";
 print session_id();
?>

##命令说明
时间随机  测试名test test3

使用session去memcached里查询一下

~]# printf "get 浏览器访问session.php获取到的session值\r\n" |nc 118.190.201.38 11211

6.4配置WEB界面管理Memcached服务

##下载memadmin-1.0.12.tar.gz软件包
[root@node02 tools]# wget http://www.junopen.com/memadmin/memadmin-1.0.12.tar.gz
##安装nginx

#!/bin/bash
yum -y install epel-release
yum install -y pcre pcre-devel openssl openssl-devel
mkdir -p /home/dilusense/tools
cd /home/dilusense/tools
yum install -y wget
wget http://nginx.org/download/nginx-1.10.2.tar.gz
tar xf nginx-1.10.2.tar.gz 
cd nginx-1.10.2/
useradd -s /sbin/nologin -M www
./configure --prefix=/usr/local/nginx-1.10.2 --user=www --group=www \
 --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module
make && make install
ln -s /usr/local/nginx-1.10.2 /usr/local/nginx
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin/' >>/etc/profile
source /etc/profile
/usr/local/nginx/sbin/nginx
##解压包组到nginx如下目录
[root@node02 tools]# tar xvf memadmin-1.0.12.tar.gz -C /usr/local/nginx/html/blog/
##配置文件如下
[root@node02 conf]# vim nginx.conf
worker_processes 1;
events {
 worker_connections 1024;
}
http {
 include mime.types;
 default_type application/octet-stream;
 sendfile on;
 keepalive_timeout 65;

 log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
 '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
 '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

 access_log logs/access.log main;

 server {
 listen 80;
 server_name blog.openstarck.org;
 location / {
 root html/blog;
 index index.php index.html index.htm;
 }
 location ~* .*\.(php|php5)?$ {
 root html/blog;
 fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
 fastcgi_index index.php;
 include fastcgi.conf;
 }
 error_page 500 502 503 504 /50x.html;
}
}

浏览器进行访问如下

管理memcached

统计参数如下

参数	值	描述
pid	11969	memcache服务器进程ID
uptime	11350	服务器已运行秒数
time	1528443934	服务器当前Unix时间戳
version	1.4.15	memcache版本
libevent	2.0.21-stable	libevent版本
pointer_size	64	操作系统指针大小
rusage_user	0.429458	进程累计用户时间
rusage_system	0.250517	进程累计系统时间
curr_connections	11	当前连接数量
total_connections	28	Memcached运行以来连接总数
connection_structures	12	Memcached分配的连接结构数量
reserved_fds	20	内部使用的FD数
cmd_get	15	get命令请求次数
cmd_set	9	set命令请求次数
cmd_flush	0	flush命令请求次数
cmd_touch	0	touch命令请求次数
get_hits	9	get命令命中次数
get_misses	6	get命令未命中次数
delete_misses	0	delete命令未命中次数
delete_hits	0	delete命令命中次数
incr_misses	0	incr命令未命中次数
incr_hits	0	incr命令命中次数
decr_misses	0	decr命令未命中次数
decr_hits	0	decr命令命中次数
cas_misses	0	cas命令未命中次数
cas_hits	0	cas命令命中次数
cas_badval	0	使用擦拭次数
touch_hits	0	touch命令命中次数
touch_misses	0	touch命令未命中次数
auth_cmds	0	认证命令处理的次数
auth_errors	0	认证失败数目
bytes_read	1855	读取总字节数
bytes_written	1567	发送总字节数
limit_maxbytes	67108864	分配的内存总大小（字节）
accepting_conns	1	接受新的连接
listen_disabled_num	0	失效的监听数
threads	4	当前线程数
conn_yields	0	连接操作主动放弃数目
hash_power_level	16	hash表等级
hash_bytes	524288	当前hash表大小
hash_is_expanding	0	hash表正在扩展
bytes	498	当前存储占用的字节数
curr_items	2	当前存储的数据总数
total_items	9	启动以来存储的数据总数
expired_unfetched	0	已过期但未获取的对象数目
evicted_unfetched	0	已驱逐但未获取的对象数目
evictions	0	LRU释放的对象数目
reclaimed	0	已过期的数据条目来存储新数据的数目

7.wordpress使用memcache缓存

wordpress会自动检查wp-content目录下是否有object-cache.php文件，如果有，直接调用它作为WordPress对象缓存机制。

或者

去 wordpress 后台插件搜索 memcached is your friend 并安装。插件在 wp-content 目录下会自动生成 object-cache.php 文件，并调用它作为 WordPress 对象缓存机制。

 

 

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