Python操作 Memcache

Memcached

Memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，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。

在使用Memchched前，先来安装一下，安装环境是Linux服务器：

wget http://memcached.org/downloads/memcached-1.4.29.tar.gz下载最新源码

tar -zxvf memcached-x.x.x.tar.gz

cd memcached-x.x.x

./configure && make && make test && sudo make install

PS：依赖libevent，需要提前安装

yum install libevent-devel

apt-get install libevent-dev

启动Memcached

memcached -d -m 10 -u root -l 0.0.0.0 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid
-d：启动一个守护进程

-m：分配给Memcache使用的内存数量，单位是MB

-u ：运行Memcache的用户

-l ：监听的服务器IP地址

-p：设置Memcache监听的端口,最好是1024以上的端口

-c ：最大运行的并发连接数，默认是1024，按照服务器的负载量来设定

-P：设置保存Memcache的pid文件

1.2 Python操作Memcached

安装API

python操作Memcached使用Python-memcached模块
下载安装：https://pypi.python.org/pypi/python-memcached

操作方法：

set：传入两个参数name和value

import memcache

m = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True)　　#debug为true时，表示运行出现问题时，显示错误信息。　　　　

m.set("foo", "bar")

ret = mc.get('foo')

print(ret)

add：添加一条键值对。如果已经存在该 key，则弹出异常。

m.add('k1', 'v1')

m.add('k1', 'v2') # 已存在的key重复添加，会报错

replace：修改某个key的值，如果key不存在，则异常.

m.replace('kkkk','999')

set 和 set_multi
set：设置一个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改
set_multi：设置多个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改

m.set('key0', 'jack')

m.set_multi({'key1': 'val1', 'key2': 'val2'})

delete 和 delete_multi
delete: 删除指定的一个键值对
delete_multi: 删除指定的多个键值对

m.delete('key0')

m.delete_multi(['key1', 'key2'])

get 和 get_multi
get: 获取一个键值对
get_multi : 获取多一个键值对

val = m.get('key0')

item_dict = m.get_multi(["key1", "key2", "key3"])

append 和 prepend
append : 修改指定key的值，在原来的值后面追加内容
prepend 修改指定key的值，在原来的值前面插入内容

# k1 = "v1"

m.append('k1', 'after')

# k1 = "v1after"

m.prepend('k1', 'before')

# k1 = "beforev1after"

decr 和 incr　　
incr : 自增，将值增加 N （ N默认为1 ）
decr :自减，将值减少 N （ N默认为1 ）

m.set('k1', '777')

m.incr('k1')

# k1 = 778

m.incr('k1', 10)

# k1 = 788

m.decr('k1')

# k1 = 787

m.decr('k1', 10)

# k1 = 777

gets 和 cas

使用缓存系统共享数据资源就必然绕不开数据争夺和脏数据的问题。举个例子：
假设商城某件商品的剩余个数保存在memcache中，product_count = 900
A用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900
B用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900

A、B用户均购买商品，并修改product_count的值：

A用户修改后 product_count＝899
B用户修改后 product_count＝899
如此一来缓存内的数据便不再正确，实际此时product_count应该等于898.
如果使用python的set和get来操作以上过程，那么程序就会如上述所示情况！

如果想要避免此情况的发生，需要使用 gets 和 cas ，如：

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

import memcache

mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True, cache_cas=True)

v = mc.gets('product_count')

# ...

# 如果有人在gets之后和cas之前修改了product_count，那么，下面的设置将会执行失败，剖出异常，从而避免非正常数据的产生

mc.cas('product_count', "899")

本质上每次执行gets时，会从memcache中获取一个自增的数字，通过cas去修改gets的值时，会携带之前获取的自增值和memcache中的自增值进行比较，如果相等，则可以提交；如果不相等，那表示在gets和cas执行之间，又有其他人执行了gets，则不允许修改。

集群操作

python-memcached模块原生支持集群操作，其原理是在内存维护一个主机列表，且集群中主机的权重值和主机在列表中重复出现的次数成正比。

主机权重
1.1.1.1 1
1.1.1.2 2
1.1.1.3 1

那么在内存中主机列表为：host_list = ["1.1.1.1", "1.1.1.2", "1.1.1.2", "1.1.1.3", ]
用户如果要在内存中创建一个键值对（如：k1 = "v1"），那么要执行以下步骤：

根据算法将 k1 转换成一个数字
将数字和主机列表长度求余数，得到一个值 N（ 0 <= N < 列表长度）
在主机列表中根据第2步得到的值为索引获取主机，例如：host_list[N]
连接将第3步中获取的主机，将 k1 = "v1" 放置在该服务器的内存中

代码如下：

m = memcache.Client([('1.1.1.1:12000', 1), ('1.1.1.2:12000', 2), ('1.1.1.3:12000', 1)], debug=True)

m.set('k1', 'v1')