高性能的分布式的內存對象緩存系統 Memcache 簡介

　Memcache是一個高性能的分布式的內存對象緩存系統，通過在內存里維護一個統一的巨大的hash表，它能夠用來存儲各種格式的數據，包括圖像、視頻、文件以及數據庫檢索的結果等。簡單的說就是將數據調用到內存中，然后從內存中讀取，從而大大提高讀取速度。

　　Memcache是danga的一個項目，最早是LiveJournal 服務的，最初為了加速 LiveJournal 訪問速度而開發的，后來被很多大型的網站采用。 　　Memcached是以守護程序方式運行于一個或多個服務器中，隨時會接收客戶端的連接和操作。

MemCache接口介紹

　　Memcache客戶端包含兩組接口，一組是面向過程的接口，一組是面向對象的接口，具體可以參考PHP手冊 　　MemCache“LXXV. Memcache Functions” 這章。 　　Memcache面向對象的常用接口包括： 　　Memcache::connect -- 打開一個到Memcache的連接 　　Memcache::pconnect -- 打開一個到Memcache的長連接 　　Memcache::close -- 關閉一個Memcache的連接 　　Memcache::set -- 保存數據到Memcache服務器上 　　Memcache::get -- 提取一個保存在Memcache服務器上的數據 　　Memcache::replace -- 替換一個已經存在Memcache服務器上的項目（功能類似Memcache::set） 　　Memcache::delete -- 從Memcache服務器上刪除一個保存的項目 　　Memcache::flush -- 刷新所有Memcache服務器上保存的項目（類似于刪除所有的保存的項目） 　　Memcache::getStats -- 獲取當前Memcache服務器運行的狀態

MemCache 協議分析

　　如果你不喜歡 php_memcache.dll 擴展或者服務器器目前不支持這個擴展，那么就可以考慮自己構建. 　　Memcahe的客戶端，要先了解Memcache協議的交互，這樣才能開發自己的客戶端，這里簡單的分析以下Memcache的協議。（更詳細的協議內容請在Memcache服務器端的源碼的 doc/protocol.txt 文件中） 　　Memcache既支持TCP協議，也支持UDP協議，不過我們這里是以TCP協議的協議作為主要考慮對象，想了解UDP協議的過程，請參考 doc/protocol.txt 文件。 　　[ 錯誤指令] 　　Memcache的協議的錯誤部分主要是三個錯誤提示之提示指令： 　　普通錯誤信息，比如指令錯誤之類的 　　ERROR\r\n 　　客戶端錯誤 　　CLIENT_ERROR <錯誤信息>\r\n 　　服務器端錯誤 　　SERVER_ERROR <錯誤信息>\r\n 　　[ 數據保存指令] 　　數據保存是基本的功能，就是客戶端通過命令把數據返回過來，服務器端接收后進行處理。 　　指令格式： 　　<命令> <鍵> <標記> <有效期> <數據長度>\r\n 　　<命令> - command name 　　主要是三個儲存數據的三個命令， set, add, replace 　　set 命令是保存一個叫做key的數據到服務器上 　　add 命令是添加一個數據到服務器，但是服務器必須這個key是不存在的，能夠保證數據不會被覆蓋 　　replace 命令是替換一個已經存在的數據，如果數據不存在，就是類似set功能 　　<鍵> - key 　　就是保存在服務器上唯一的一個表示符，必須是跟其他的key不沖突，否則會覆蓋掉原來的數據，這個key是為了能夠準確的存取一個數據項目 　　<標記> - flag 　　標記是一個16位的無符號整形數據，用來設置服務器端跟客戶端一些交互的操作 　　<有效期> - expiration time 　　是數據在服務器上的有效期限，如果是0，則數據永遠有效，單位是秒，Memcache服務器端會把一個數據的有效 　　MemCache 　　期設置為當前Unix時間 設置的有效時間 　　<數據長度> - bytes 　　數據的長度，block data 塊數據的長度，一般在這個個長度結束以后下一行跟著block data數據內容，發送完數據以后，客戶端一般等待服務器端的返回，服務器端的返回： 　　數據保存成功 　　STORED\r\n 　　數據保存失敗，一般是因為服務器端這個數據key已經存在了 　　NOT_STORED\r\n 　　[ 數據提取命令] 　　從服務器端提取數據主要是使用get指令，格式是： 　　get <鍵>\r\n

　　<鍵> - key 　　key是是一個不為空的字符串組合，發送這個指令以后，等待服務器的返回。如果服務器端沒有任何數據，則是返回： 　　END\r\n 　　證明沒有不存在這個key，沒有任何數據，如果存在數據，則返回指定格式： 　　VALUE <鍵> <標記> <數據長度>\r\n 　　<數據塊>\r\n 　　返回的數據是以VALUE開始的，后面跟著key和flags，以及數據長度，第二行跟著數據塊。 　　<鍵> -key 　　是發送過來指令的key內容 　　<標記> - flags 　　是調用set指令保存數據時候的flags標記 　　<數據長度> - bytes 　　是保存數據時候定位的長度 　　<數據塊> - data block 　　數據長度下一行就是提取的數據塊內容 　　[ 數據刪除指令] 　　數據刪除指令也是比較簡單的，使用get指令，格式是： 　　delete <鍵> <超時時間>\r\n 　　<鍵> - key 　　key是你希望在服務器上刪除數據的key鍵 　　<超時時間> - timeout 　　按照秒為單位，這個是個可選項，如果你沒有指定這個值，那么服務器上key數據將馬上被刪除，如果設置了這個值，那么數據將在超時時間后把數據清除，該項缺省值是0，就是馬上被刪除 　　刪除數據后，服務器端會返回： 　　DELETED\r\n 　　刪除數據成功 　　NOT_FOUND\r\n 　　這個key沒有在服務器上找到 　　如果要刪除所有服務器上的數據，可以使用flash_all指令，格式： 　　flush_all\r\n 　　這個指令執行后，服務器上所有緩存的數據都被刪除，并且返回： 　　OK\r\n 　　這個指令一般不要輕易使，除非你卻是想把所有數據都干掉，刪除完以后可以無法恢復的。 　　[其他指令] 　　如果想了解當前Memcache服務器的狀態和版本等信息，可以使用狀態查詢指令和版本查詢指令。 　　如果想了解當前所有Memcache服務器運行的狀態信息，可以使用stats指令，格式 　　stats\r\n 　　服務器將返回每行按照 STAT 開始的狀態信息，包括20行，20項左右的信息，包括守護進程的pid、版本、保存的項目數量、內存占用、最大內存限制等等信息。 　　如果只是想獲取部分項目的信息，可以指定參數，格式： 　　stats <參數>\r\n 　　這個指令將只返回指定參數的項目狀態信息。 　　如果只是想單獨了解當前版本信息，可以使用version指令，格式： 　　version\r\n 　　將返回以 VERSION 開頭的版本信息 　　如果想結束當前連接，使用quit指令，格式： 　　quit\r\n 　　將斷開當前連接 　　另外還有其他指令，包括incr, decr 等，我也不太了解作用，就不做介紹了，如果感興趣，可以自己去研究。

MemCache在中型網站中的應用

　　使用Memcache的網站一般流量都是比較大的，為了緩解數據庫的壓力，讓Memcache作為一個緩存區域，把部分信息保存在內存中，在前端能夠迅速的進行存取。那么一般的焦點就是集中在如何分擔數據庫壓力和進行分布式，畢竟單臺Memcache的內存容量的有限的。我這里簡單提出我的個人看法，未經實踐，權當參考。 　　[ 分布式應用] 　　Memcache本來支持分布式，我們客戶端稍加改造，更好的支持。我們的key可以適當進行有規律的封裝，比如以user為主的網站來說，每個用戶都有User ID，那么可以按照固定的ID來進行提取和存取，比如1開頭的用戶保存在第 MemCache一臺Memcache服務器上，以2開頭的用戶的數據保存在第二胎Mecache服務器上，存取數據都先按照User ID來進行相應的轉換和存取。 　　但是這個有缺點，就是需要對User ID進行判斷，如果業務不一致，或者其他類型的應用，可能不是那么合適，那么可以根據自己的實際業務來進行考慮，或者去想更合適的方法。 　　[ 減少數據庫壓力] 　　這個算是比較重要的，所有的數據基本上都是保存在數據庫當中的，每次頻繁的存取數據庫，導致數據庫性能極具下降，無法同時服務更多的用戶，比如MySQL，特別頻繁的鎖表，那么讓Memcache來分擔數據庫的壓力吧。我們需要一種改動比較小，并且能夠不會大規模改變前端的方式來進行改變目前的架構。

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