Memcached在大型网站中应用

蔚落 2022-09-18 04:46 156阅读 0赞

**Memcached**在大型网站中应用2006-08-10 08:37

<table style="TABLE-LAYOUT: fixed"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 
 <div>
 &nbsp;&nbsp;&nbsp; 
 memcached是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统，通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表，它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。最初为了加速 LiveJournal 访问速度而开发的,后来被很多大型的网站采用。起初作者编写它可能是为了提高动态网页应用，为了减轻数据库检索的压力，来做的这个缓存系统。它的缓存是一种分布式的，也就是可以允许不同主机上的多个用户同时访问这个缓存系统， 这种方法不仅解决了共享内存只能是单机的弊端， 同时也解决了数据库检索的压力，最大的优点是提高了访问获取数据的速度！基于 
 memcached作者对分布式cache的理解和解决方案。 
 memcached完全可以用到其他地方 比如分布式数据库， 分布式计算等领域。 
 1、 
 memcached 协议理解 
 memcache是为了加快 
 <a href="http://www.livejournal.com/" rel="nofollow">http://www.livejournal.com/</a>访问速度而诞生的一个项目。 
 它的官方主页是： 
 <a href="http://www.danga.com/memcached/" rel="nofollow">http://www.danga.com/memcached/</a> 
 目前在网站开发中应用较少，主要的应用有： 
 
 <a href="http://www.danga.com/memcached/users.bml" rel="nofollow">http://www.danga.com/memcached/users.bml</a> 
 在国内的网站开发中，还很少没见到有应用的，中文资料十分匮乏。 
 工作机制：通过在内存中开辟一块区域来维持一个大的hash表来加快页面访问速度，和数据库是独立的。但是目前主要用来缓存数据库的数据。允许多个server通过网络形成一个大的hash，用户不必关心数据存放在哪，只调用相关接口就可。存放在内存的数据通过LRU算法进行淘汰出内存。同时可以通过删除和设置失效时间来淘汰存放在内存的数据。 
 2、 
 memcached 使用入门 
 2.1 
 memcached的安装 
 &nbsp; ?&lt;1&gt; 
 memcached服务的安装 
 &nbsp; 先检查linux内核版本，建议将 
 memcached 安装在2.6以上。 
 &nbsp; 因为 
 memcached 需要用到libevent和 epoll 。 
 
 memcached安装前首先确定你的服务器上面安装了libevent库， 
 libevent下载地址（ 
 <a href="http://www.monkey.org/~provos/libevent/" rel="nofollow">http://www.monkey.org/~provos/libevent/</a>）。 
 下载 
 memcached的源码（ 
 <a href="http://www.danga.com/memcached/download.bml" rel="nofollow">http://www.danga.com/memcached/download.bml</a>）。 
 
 Memcached最初是用perl写的，现在的版本是用c写的。 
 下载后拷贝到一个目录，安装需要root用户来执行 
 tar -zxvf 
 memcached-1.1.12.tar.gz 
 cd 
 memcached-1.1.12 
 ./configure 
 这里必须先要configure, 它会检测你的系统情况，然后生成一个config.h文件和其它的几个文件，另外和其它的configure一样，你可以配置它的安装路径等等。默认应用程序安装在/usr/local/bin目录下。 
 make //编译 
 make install //安装 
 &lt;2&gt; 
 memcached客户端的安装 
 根据 
 memcached协议，用户可以自己写出符合自己要求的客户端程序。目前 
 <a href="http://www.danga.com/memcached/download.bml" rel="nofollow">http://www.danga.com/memcached/download.bml</a> 
 提供perl,c,java,python,php等客户端程序供下载和参考。下面我就以perl客户端程序为例说明客户端的安装： 
 下载后拷贝到一个目录，安装需要root用户来执行 
 tar -zxvf Cache- 
 Memcached-1.14.tar.gz 
 cd Cache- 
 Memcached-1.14 
 perl makefile.pl 
 make 
 make install 
 make test 
 这样就安装好了memcahced， 启动 
 memcached就可使用分布式缓存系统了！ 
 2.2 快速入门 
 &lt;1&gt; 
 memcached服务的启动 
 
 memcached的启动非常简单，它没有配置文件，只要配置好几个参数就可以使用了。下面我以一个实际应用的例子，具体说明一下： 
 
 memcached –d –m 500&nbsp; -l 64.128.191.151 -p 11211 -vv &gt;&gt;/var/www/kelly/test/logs/ 
 memcached_$$.log 
 启动的这个 
 memcached为一个后台守护进程模式（-d), 然后缓存的空间为500M（-m), 监听(-l)服务器64.128.191.15的11211号端口(-p).,将日志写道/var/www/kelly/test/logs/ 
 memcached_$$.log(-vv)。 
 其实 
 memcached的参数也非常的有限,就下面这几个： 
 ?&nbsp; -p port number to listen on 
 ?&nbsp; -l interface to listen on, default is INDRR_ANY 
 ?&nbsp; -d run as a daemon 
 ?&nbsp; -r maximize core file limit 
 ?&nbsp; -u assume identity of (only when run as root) 
 ?&nbsp; -m max memory to use for items in megabytes, default is 64 MB 
 ?&nbsp; -M return error on memory exhausted (rather than removing items) 
 ?&nbsp; -c max simultaneous connections, default is 1024 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ?&nbsp; -k lock down all paged memory 
 ?&nbsp; -v verbose (print errors/warnings while in event loop) 
 ?&nbsp; -vv very verbose (also print client commands/reponses) 
 ?&nbsp; -h print this help and exit 
 ?&nbsp; -i print 
 memcached and libevent license 
 我们也可以将这个启动脚本写道/etc/rc.d或者/erc/rc.local，这样可以在服务器启动时候执行。 
 &lt;2&gt; 
 memcached客户端的连接 
 下面我就以perl客户端程序为例说明客户端的连接: 
 启动两个 
 memcached server 
 
 memcached –d –m 500&nbsp; -l 64.128.191.151 -p 11211 -vv &gt;&gt;/var/www/kelly/test/logs/ 
 memcached_$$.log 
 
 memcached –d –m 500&nbsp; -l 64.128.191.151 -p 11212 -vv &gt;&gt;/var/www/kelly/test/logs/ 
 memcached_$$.log 
 perl客户端程序 
 #!/usr/bin/perl 
 use Cache:: 
 Memcached; 
 my $memd = new Cache:: 
 Memcached { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp; 'servers' =&gt; [ "64.128.191.15:11211" , "64.128.191.15:11212"], 
 &nbsp; }; 
 my $val = $memd-&gt;get( "my_key" ); 
 if ( $val ) 
 { 
 &nbsp;&nbsp; print "Value is '$val'/n"; 
 } 
 # Set a value 
 $memd-&gt;set("my_key", "123"); 
 $memd-&gt;disconnect_all(); 
 ?运行测试 
 $ perl test-memcache.pl 
 $ perl test-memcache.pl 
 Value is '123' 
 可以看到，第一次没有取得my_key，第二次从 
 memcached中得到my_key的值。 
 同时通过查看日志，可以发现的确存储在两个memcache&nbsp; server中。 
 这个简单的例子，解释了如何在 
 memcached中存取数据，以及memcache是真正的分布式缓存系统。 
 当然，这还只是很简单的例子，体现不出memcache的优势，下面将通过一个很具体的例子，给出详细的应用。 
 3、 
 memcached在Zorpia的应用 
 
 <a href="http://www.zorpia.com/" rel="nofollow">http://www.zorpia.com</a> 是一个网页相册，博客，交友，论坛的大型网站公司。现在已有超过140万活跃使用者遍布美国，香港，东南亚，欧洲，澳洲，亚洲等其它地区。每天的访问量都在增长，已成为全世界排名第五的社会生活关系网。 
 
 Memcached也采用了 
 memcached来提高网站的访问速度，并且取得了很好的效果，我在负责zorpia的 
 memcached项目时候积累了一些经验，主要的做法如下： 
 1） 通过对memcache的perl客户端进行包装，定制自己的客户端。 
 2） 通过制定符合zorpia规范的hash key命名规范 
 ?&nbsp; ? memcache中需要存储的内容的key均由string组成。 
 这个string统一由一个memcache.pm的subroutine来实现。(假设这个subroutine是 get_key() ) 
 ?&nbsp; ? memcache中存放两种形式的数据 
 &nbsp; (1) result of SQL query : 
 &nbsp; (2) 普通变量(variable) 
 &nbsp; 这两种数据的key的组合方式是不相同的，由get_key进行判断和完成 
 ?&nbsp; ? 关于get_key 和 naming rule 
 &nbsp; get_key subroutine完成所有memcache key的命名，naming rule也是在它里边体现： 
 &nbsp; (1)输入参数 －－ hash结构，里边定义了当前需要存放的数据的信息 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 结构 
 &nbsp; (2)返回值 －－ string，返回数据的key_name 
 ?必须确定 get_key 的传入hash的结构， 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; hash中主要有两个元素 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; type --- 定义当前数据结构的类型 ，有 'var' , 'sql'两种值 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; object --- 存放当前数据结构的详细信息， 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 当 type eq 'var'时，object表示变量的名字，该名字由程序员指定 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 当 type eq 'sql'时，object包含所存放sql的主要基本信息，hash结构，也由程序员按照规则制定 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ## 当variable 数据类型，比较简单 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; $var_hash = { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; type =&gt; 'var',&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ## var表示当前类型是 variable&nbsp;&nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; object =&gt; 'language',&nbsp; ##&nbsp; language代表variable的名字 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }; 
 生成的key是Zorpia::var| language 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ## sql 数据 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 比如select first_name from user where user_id =2那么hash为 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; $sql_hash = { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; type =&gt; 'sql', 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; object =&gt; { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; table =&gt; {table2=&gt;"user",},&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ## sql 查询的表 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; column =&gt; {column1=&gt;"first_name",},&nbsp; ## sql所要查询的column 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; condition =&gt; { user_id =&gt;"2",},&nbsp; ## sql条件 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }; 
 生成的key是Zorpia::sql|user|first_name| user_id =2 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; get_key subroutine必须对传入hash进行判断，对不同类型的数据按照不同的方式组合，形成key，返回给使用者。这个key，必须保证其唯一性： 
 比如：所有字母小写，一些数组在组合成key之前必须首先排序 
 ? ? get_key函数 
 sub get_key{ 
 my $hash = shift; 
 return undef unless $hash &amp;&amp; ref $hash eq "HASH"; 
 my $type = $hash-&gt;{type}; 
 my $key_name; 
 if ($type eq 'sql') { 
 my ($table_key,$column_key,$condition_key); 
 $table_key=_get_key($hash-&gt;{object}-&gt;{table}); 
 $column_key=_get_key($hash-&gt;{object}-&gt;{column}); 
 $condition_key=_get_key($hash-&gt;{object}-&gt;{condition}); 
 $key_name = join('|',$type,$table_key,$column_key,$condition_key); 
 #Currently the length limit of a key is set at 250 characters 
 if (length($key_name)&gt;250) 
 { 
 $key_name=substr(0,250,$key_name); 
 } 
 } 
 elsif($type eq 'var') 
 { 
 $key_name = join('|',$type,$hash-&gt;{object}); 
 } 
 return $key_name; 
 } 
 sub _get_key 
 { 
 my $hash=shift; 
 return undef unless $hash &amp;&amp; ref $hash eq "HASH"; 
 my ($t,$ret,$i); 
 foreach $i (sort keys %$hash) 
 { 
 &nbsp; $i=~s/^/s+|/s+$//g; 
 &nbsp; $hash-&gt;{$i}=~s/^/s+|/s+$//g; 
 &nbsp;&nbsp; push(@$t,lc("$i=$hash-&gt;{$i}")); 
 } 
 $ret=join(':',sort { $a cmp $b } @$t); 
 return $ret;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
 } 
 3） 制定需要应用 
 memcached的规则 
 ?经常访问的表user,user_details 
 ?合理设定变量在 
 memcached的生存周期 
 ?将活跃用户的信息预先导入到 
 memcached 
 ?分别在多台机器上启动多个 
 memcached服务 
 ?编写脚本监控 
 memcached服务是否活动 
 4） User表的具体应用举例 
 ? 在 select时候 
 先查询memcahce里有没有，有的话，返回；否则从数据库select,在memcache里设置，返回。 
 my $sql_hash = { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; type =&gt; 'sql', 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; object =&gt; { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; table =&gt; {table1=&gt;"user",}, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; column =&gt; {column1=&gt;"user_id",}, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; condition =&gt; {email=&gt;$user_id,}, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; my $key=Zorpia::MemCache::get_key($sql_hash);&nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; my $user_id_by_email=Zorpia::MemCache::get($key); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if(!$user_id_by_email) 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; my $sth; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; my $query ="select user_id from user where email=?"; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; $sth = $dbh-&gt;prepare($query); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; $sth-&gt;execute($user_id); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; my $user1 = $sth-&gt;fetchrow_hashref(); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; $user_id_by_email=$user1-&gt;{'user_id'}; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Zorpia::MemCache::set($key,$user_id_by_email,1800); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;?在 update,insert,delete时候 
 先在数据库update,insert,delete,在memcache里设置，返回。 
 &amp;Zorpia::DB::data_entry_no_return($dbh,"user","COUNT(*)","$account_information_insert_statement user_id=$current_user_id", "user_id=$current_user_id"); 
 &nbsp;#add by kelly 
 &nbsp;my $sql_hash = { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; type =&gt; 'sql', 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; object =&gt; { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; table =&gt; {table1=&gt;"user",}, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; column =&gt; {column1=&gt;"user_id",}, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; condition =&gt; {user_id=&gt;$current_user_id,}, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }, 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }; 
 &nbsp; my $key=Zorpia::MemCache::get_key($sql_hash); 
 &nbsp; my $query = "SELECT *, user_id AS id&nbsp; FROM&nbsp;&nbsp; user&nbsp; WHERE user_id=?"; 
 &nbsp; my $sth_memc = $dbh-&gt;prepare($query); 
 &nbsp; $sth_memc-&gt;execute($current_user_id); 
 &nbsp; my $user_memc = $sth_memc-&gt;fetchrow_hashref(); 
 &nbsp; &amp;Zorpia::MemCache::set($key,$user_memc,21600); 
 4、 
 memcached的应用展望 
 使用了 
 memcached以后， 我发现以前做过的很多的项目都可以应用它提高效率，包括最近做的“大单追踪”， “数码搜索”等等。当然既然memcahced是分布式的缓存系统，那么它就是建立了一个分布式的平台， 我们可以用它来进行分布式的记数， 因为对于一个键值key我们可以设置它的数值以及有效期在参数中，另外还可以重新设置这个键值的数值。 所以我总结了一下目前可以应用到的地方： 
 &lt;1&gt;.数据库检索结果的缓存，也就是说可以有机的和数据库结合起来应用，提高效率。 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp; 这也是目前 
 memcached用到的最多的地方，比如用于大型网站等。 
 可以这样来实现： 
 打开 
 memcached服务器连接 
 编写sql语句， 同时算出它的一个hash key值 
 获取这个hash值的 
 memcached保存数据(get) 
 如果获取的这个hash值的数据存在。返回 
 否则连接数据库查找 
 把这个查找结果保存在 
 memcached中(set)，可以设置有效期 
 返回查找结果 
 &nbsp;&lt;2&gt;.分布式计算 
 &nbsp;&lt;3&gt;.分布式共享数据 
 &nbsp;总之， 
 memcached的机制比较灵活，可以适用于一切需要分布式缓存数据的地方，随着 
 memcached逐渐为人所知，必将在更多的分布式应用领域大放异彩。 
 
 </div> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>