【实践】Memcached实例解析

关于Memcached

Memcached是一个自由开源的，高性能，分布式内存对象缓存系统。 Memcached是一种基于内存的Key-Value存储，用来存储小块的任意数据（字符串、对象）。这些数据可以是数据库调用、API调用或者是页面渲染的结果。 Memcached简洁而强大。它的简洁设计便于快速开发，减轻开发难度，解决了大数据量缓存的很多问题。它的API兼容大部分流行的开发语言。 本质上，它是一个简洁的key-value存储系统。 一般的使用目的，是通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

Memcached特征

Memcached作为高速运行的分布式缓存服务器，具有以下的特点。

• 协议简单
• 基于libevent的事件处理
• 内置内存存储方式
• Memcached不互相通信的分布式

Memcached的分布式部署极其简单，通常较小的应用一台Memcached服务器就可以满足需求，但是大中型项目可能就需要多台Memcached服务器了，这就牵涉到一个分布式部署的问题。对于多台Memcached服务器，怎么确定一个数据应该保存到哪台服务器呢？有两种方案，一是普通Hash分布，二是一致性Hash分布。普通Hash分布对于Memcached服务器数量固定的情况推荐使用，比较简单。但是当服务器数量发生改变时，问题就出来了。因为同一个KEY经Hash算法处理后，与服务器数量取模，会导致结果与服务器数量未变化时不同，这就导致之前保存的数据丢失。采取一致性Hash分布可以有效的解决这个问题，把丢失的数据减到最小（注意这里并没有说完全不丢失）。

Memcached实际运用

下面通过一个简单的实例来说明Memcached的高性能，以及Memcached是如何工作的。数据源采用的是随机生成的1500万条记录，通过控制台程序来模拟用户登录的业务逻辑，如果首次登录成功，则把用户信息写入Memcached缓存中，再次登录时即可从缓存中取得用户信息进行验证。以下是详细代码过程：

数据操作接口：

 namespace MemcachedLibrary
 {
     interface IDataOperator
     {
         //获取数据库连接
         SqlConnection OpenConnection();
         //获取用户信息
         void GetUserInfo(string user, string pass);
     }
 }

具体的登录业务操作：

 public class SQLDataOperator : IDataOperator
     {
         //数据库连接串
         private const string connectKey = "server=DESKTOP-ALQLV05;database=db_TencentEmailInfo;uid=sa;pwd=";

         //标记变量，标记是否已经缓存
         private bool IsMemcachedFinished = false;

         //获取用户信息
         public void GetUserInfo(UserInfo user)
         {
             Stopwatch memcachedWatch = new Stopwatch();
             memcachedWatch.Start();

             //从Memcached中取得数据,初始化SockIOPool
             SockIOPool pool = MemcachedMain.MemcachedInitialize();
             MemcachedClient client = MemcachedMain.GetMemcachedInstance();
             //检查Memcached是否缓存了User信息
             if (client.KeyExists("user") && client.KeyExists("pass"))
             {
                 if (user.User == client.Get("user").ToString() && user.Pass == client.Get("pass").ToString())
                 {
                     Debug.WriteLine("登录成功！已从Memcached中取得用户信息！");
                 }
                 IsMemcachedFinished = true;
             }
             memcachedWatch.Stop();
             Debug.WriteLine("Memcached取得用户信息耗时：" + memcachedWatch.ElapsedMilliseconds + "毫秒");

             //如果Memcached中已经缓存User信息，则无需到数据库中检索数据，提高性能
             if (IsMemcachedFinished)
             {
                 return;
             }

             //如果Memcached中没有缓存过数据，则从数据库中取得数据，并将结果缓存到Memcached
             Stopwatch databaseWatch = new Stopwatch();
             databaseWatch.Start();
             SqlConnection con = OpenConnection();
             string cmdsql = string.Format("select * from tb_emailInfo where email='{0}' and classCode='{1}' ", user.User, user.Pass);
             using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(cmdsql, con))
             {
                 DataTable tb = new DataTable();
                 SqlDataAdapter sda = new SqlDataAdapter(cmd);
                 sda.Fill(tb);
                 Debug.WriteLine("登录成功！已从数据库中取得用户信息！已查询到人数：" + tb.Rows.Count);
                 if (tb.Rows.Count > )
                 {
                     client.Set("user", user.User, DateTime.Now.AddMinutes());//Set中的第三个参数是指定缓存过期时间
                     client.Set("pass", user.Pass, DateTime.Now.AddMinutes());
                 }
             }
             databaseWatch.Stop();
             Debug.WriteLine("数据库取得用户信息耗时：" + databaseWatch.ElapsedMilliseconds + "毫秒");
         }

         public SqlConnection OpenConnection()
         {
             SqlConnection conn = new SqlConnection(connectKey);
             {
                 conn.Open();
                 Debug.WriteLine(conn.State);
                 return conn;
             }
         }

下面的代码是在控制台调用的过程：

 class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {

             while (true)
             {
                 UserInfo userInfo = new UserInfo();//只存储了用户名和密码属性的实体
                 Console.WriteLine("请输入测试用户：");
                 userInfo.User = Console.ReadLine();
                 Console.WriteLine("请输入测试密码：");
                 userInfo.Pass = Console.ReadLine();

                 SQLDataOperator sqlDO = new SQLDataOperator();
                 Stopwatch watch = new Stopwatch();
                 watch.Start();
                 sqlDO.GetUserInfo(userInfo);
                 watch.Stop();

             }
         }
     }

最后的运行结果截图如下：

图一

图二

图三

图四

本文的实例是将用户信息以字符串的形式缓存起来并提供检索，其实也可以直接把UserInfo实体对象缓存到Memcached中，取出来后进行转化即可，前提是Userinfo需要有序列化关键字serializable关键字。后面有时间在更新下Memcached缓存实体的实例。

参考资料：

http://www.runoob.com/memcached/memcached-tutorial.html  Memcached详细教程

https://blog.phpha.com/backup/archives/1303.html  Memcached分布式部署

作者：悠扬的牧笛

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