简介

memcached是免费和开放源代码的高性能分布式内存对象缓存系统,旨在通过减轻数据库负载来加速动态Web应用程序。其有以下特点:

  • 基于简单的文本行协议
  • 全部数据按照k/v形式存放在内存中,无持久化,重启服务数据会丢失
  • 基于libevent异步I/O模型的事件通知机制。libevent是个程序库,它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加,也能发挥O(1)的性能。memcached使用这个libevent库,因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能
  • 节点之间相互独立,实现分布式需要依赖客户端

其一般作为后端数据库的缓存层来减少数据库的压力:

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安装memcached

#先安装依赖软件
$ yum install gcc libevent libevent-devel
#源码安装memcached
$ cd /usr/local/src
$ wget http://memcached.org/files/memcached-1.5.2.tar.gz
$ tar -zxvf memcached-1.5.2.tar.gz
$ cd memcached-1.5.2
$ ./configure --prefix=/usr/local/memcached && make && sudo make install

启动

$ /usr/local/memcached/bin/memcached -d -u root -l 192.168.56.10 -p 32054 -m 10 -c 100 -P /tmp/memcached_32054.pid
#选项说明,这里只列出比较重要的选项,具体选项说明使用memcached -h来查阅
-p   TCP端口,默认为11211,可以不设置
-U   UDP端口,默认为11211,0为关闭
-l   监听的ip地址
-d   守护进程(daemon)
-u   指定用户,如果当前为 root ,需要使用此参数指定用户
-m   最大内存,单位MB。默认64MB,32位操作系统,每个进程最多只能使用2GB,64位无限制
-M   禁止LRU策略,内存耗尽时返回错误,而不是删除数据
-c   最大连接数,默认是1024
-vv  查看日志
-P   memcache的pid文件,结束memcache进程:kill `cat /tmp/memcached_32054.pid`
-f   增长因子,默认1.25
-n   初始chunk=key+suffix+value+32结构体,默认48字节
-L   启用大内存页,可以降低内存浪费,改进性能
-t   线程数,默认4。由于memcached采用NIO,所以更多线程没有太多作用
-R   每个event连接最大并发数,默认20
-C   禁用CAS命令(可以禁止版本计数,减少开销)
-I   每次申请内存的页的大小(page),默认1M,最小1k,最大128M
-F   禁用flush_all

查看进程

$ ps -aux | grep memcached
root      1359  0.0  0.3 413804  3132 ?        Ssl  13:51   0:00 /usr/local/memcached/bin/memcached -d -u root -p 32054 -m 10 -c 100
root      1372  0.0  0.0 112660   972 pts/0    R+   13:51   0:00 grep --color=auto memcached

基本命令

命令格式:

<command name> <key> <flags> <exptime>
<bytes> [noreply]\r\n
cas <key> <flags> <exptime> <bytes> <cas
unique> [noreply]\r\n

<command name> 有这么几个: “set”, “add”, “replace”, “append”,
“prepend”

<flags>是服务器随数据一起存储的任意16位无符号整数(用十进制表示),并在检索项目时返回。
对于memcached的php客户端来说flags=0表示不压缩

$ telnet localhost 32054
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
stats #查看memcache状态
...
END

set name 0 0 3
hioooo
CLIENT_ERROR bad data chunk #超过3个字节存不下
ERROR

#设置1个数字
set count 0 0 1
1
STORED

#递增
incr count 1
2
incr count 6
8

#递减
decr count 1
7

#设置一个字符串
set myname 0 0 3
pig
STORED

#获取
get myname
VALUE myname 0 3
pig
END

#不存在则添加
add height 0 0 4
1.75
STORED
add myname 0 0 3
zhu
NOT_STORED #这儿因为myname已经存在,所以返回失败

#替换
replace height 0 0 4
1.60
STORED

#向已存在的缓存后面追加内容
append myname 0 0 3
fly
STORED

#向已存在的缓存前面追加内容
prepend myname 0 0 3
pig
STORED

#gets & cas 控制并发写,gets获得一个id,cas保存的时候带上这个id,如果发现id没变,保存之,并且更新id,如果变了说明数据已经被更新了,保存失败
gets myname
VALUE myname 0 6 6
pigfly
END
cas myname 0 0 3 6
zhu
STORED
get myname
VALUE myname 0 3
zhu

#设置缓存并且设定过期时间
#有效期可以是UNIX时间戳(从1970年1月1日开始的秒钟数),也可以是距离当前的秒数,对于后者而言,不能超过60*60*24*30(30天)
#下面把有效期设置为100天的秒数的后果就是马上就失效了,完全get不到
#至于设置为100天后的UNIX时间戳是不是能在100天后过期就不知道了,有人测试过记得告诉我~
set phone 0 8640000 11
13847292929
STORED
get phone
END

#向已存在的数据设置过期时间
touch myname 10

#删除
delete myname
DELETED
get myname
END

#清空所有缓存
flush_all
OK
get myname
END
get myname count
END

状态信息

STAT pid 1359 #memcache服务器的进程ID
STAT uptime 6630 #服务器已经运行的秒数
STAT time 1508917290 #服务器当前的unix时间戳
STAT version 1.5.2 #memcache版本
STAT libevent 2.0.21-stable #libevent版本
STAT pointer_size 64 #当前操作系统的指针大小(32位系统一般是32bit,64就是64位操作系统)
STAT rusage_user #0.835764 seconds the cpu has devoted to the process as the user,  cpu投入到进程的累计用户时间
STAT rusage_system 0.685101 #seconds the cpu has devoted to the process as the system, 进程的累计系统时间
STAT max_connections 100 #最大连接数
STAT curr_connections 10 #当前连接数
STAT total_connections 12 #启动以来总的连接数
STAT rejected_connections 0 #拒绝连接数
STAT connection_structures 11 #已分配的连接结构数
STAT reserved_fds 20 #Number of misc fds used internally
STAT cmd_get 2 #get(获取)次数
STAT cmd_set 4 #set(保存)次数
STAT cmd_flush 0 #flush(清空)次数
STAT cmd_touch 0 #更新过期时间次数
STAT get_hits 2 #获取命中次数
STAT get_misses 0 #获取失败次数
STAT get_expired 0 #获取已过期数据的次数
STAT get_flushed 0 #获取已被清空的数据的次数
STAT delete_misses 0 #删除失败次数
STAT delete_hits 0 #删除成功次数
STAT incr_misses 0 #递增失败次数
STAT incr_hits 0 #递增成功次数
STAT decr_misses 0 
STAT decr_hits 0
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 133 #读取字节数
STAT bytes_written 159 #写入字节数
STAT limit_maxbytes 10485760 #分配给memcache的内存大小(字节)
STAT accepting_conns 1 #Whether or not server is accepting conns(服务器是否接受连接)
STAT listen_disabled_num 0
STAT time_in_listen_disabled_us 0
STAT threads 4 #当前线程数
STAT conn_yields 0 #连接操作主动放弃数目
STAT hash_power_level 16
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT slab_reassign_rescues 0
STAT slab_reassign_chunk_rescues 0
STAT slab_reassign_evictions_nomem 0
STAT slab_reassign_inline_reclaim 0
STAT slab_reassign_busy_items 0
STAT slab_reassign_busy_deletes 0
STAT slab_reassign_running 0
STAT slabs_moved 0
STAT lru_crawler_running 0
STAT lru_crawler_starts 3825
STAT lru_maintainer_juggles 12722
STAT malloc_fails 0
STAT log_worker_dropped 0
STAT log_worker_written 0
STAT log_watcher_skipped 0
STAT log_watcher_sent 0
STAT bytes 130 #当前存储占用的字节数
STAT curr_items 2 #当前存储的数据总数
STAT total_items 2 #启动以来存储的数据总数
STAT slab_global_page_pool 0
STAT expired_unfetched 0
STAT evicted_unfetched 0
STAT evicted_active 0
STAT evictions 0 #为获取空闲内存而删除的items数(分配给memcache的内存用满后需要删除旧的items来得到空间分配给新的items)
STAT reclaimed 0 #已过期的数据条目来存储新数据的数目
STAT crawler_reclaimed 0
STAT crawler_items_checked 10
STAT lrutail_reflocked 0
STAT moves_to_cold 2
STAT moves_to_warm 0
STAT moves_within_lru 0
STAT direct_reclaims 0
STAT lru_bumps_dropped 0

安全

服务器一般有两个网卡,一个指向内网,一个指向外网。由于memcached没有密码验证,如果直接暴露在外网,数据就会随意被他人利用,我们可以有两种方法来限制连接:

1.内网访问,启动memcached的时候加上-l参数,让memcached监听内网ip

$ memcached -d -m 1024  -u root -l 192.168.56.10 -p 32054 -c 1024

  

2.设置防火墙规则

$ iptables -F
$ iptables -P INPUT DROP
$ iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.56.10 --dport 32054 -j ACCEPT
$ iptables -A INPUT -p udp -s 192.168.56.10 --dport 32054 -j ACCEPT

自动重启&监控

memcached有时候会出现进程死掉的情况,这时候只要重启,又可以正常使用。所以我们可以有个监控memcached进程的脚本来实现当memcached进程死掉以后自动重启memcached,可以采用daemondtools,脚本如下:

#!/bin/sh
if [ f
/etc/sysconfig/memcached ];then
. /etc/sysconfig/memcached
fi
exec 2>&1
exec /usr/bin/memcached p
$PORT u
$USER m
$CACHESIZE c
$MAXCONN
$OPTIONS

通过STATS命令可以自己实现脚本来达到监控的目的,php客户端方面有人写了个memcache.php,还可以采用nagios+rrdtool用直观化的图表方式实现:

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参考资料

  1. 《memcached全面剖析》
  2. 《nosql数据库入门》
  3. memcached协议

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