Memcached说明文档

Memcached是什么？

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，从而提供动态、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。但是它并不提供冗余（例如，复制其hashmap条目）；当某个服务器S停止运行或崩溃了，所有存放在S上的键/值对都将丢失。

Memcached基本原理

  • Socket 服务器端
  • 数据：键值对存储
  • 内存处理的算法：
    • 本质就是一个大的哈希表。key最大长度是255个字符。
    • 内存模型：Memcache预先将可支配的内存空间进行分区（Slab），每个分区里再分成多个块（Chunk）最大1MB，但同一个分区里：块的长度（bytes）是固定的。
    • 插入数据：查找适合自己长度的块，然后插入，会有内存浪费。
    • LRU,闲置>过期  >最少访问
    • 惰性删除：它并没有提供监控数据过期的机制，而是惰性的，当查询到某个key数据时，如果过期那么直接抛弃。
  • 集群搭建原理：
    • Memcache服务器端并没有提供集群功能，但是通过客户端的驱动程序实现了集群配置。
    • o    客户端实现集群的原理：首先客户端配置多台集群机器的ip和端口的列表。然后客户端驱动程序在写入之前，首先对key做哈希处理得到哈希值后对总的机器的个数进行取余然后就选择余数对应的机器。

2. Windows版本下载与安装

2.1 下载地址

memcached 1.4.4 for Windows 32-bit

2.2 安装Memcache为系统服务

  1. 下载memcached的windows稳定版，解压放某个盘下面，比如在c:\memcached
  2. 在CMD下输入 “c:\memcached\memcached.exe -d install“ 安装.
  3. 再输入：”c:\memcached\memcached.exe -d start“ 启动。
  4. 遇到问题：win8下安装服务。无法启动此程序，因为计算机中丢失 MSVCR71.dll。尝试重新安装该程序以解决此问题。

下载dll地址：http://www.dll-files.com/dllindex/dll-files.shtml?msvcr71

NOTE:
也可以不安装直接启动
以后memcached将作为windows的一个服务每次开机时自动启动。这样服务器端已经安装完毕了。

如果下载的是二进制的版本，直接运行就可以了，可以加上参数来加以设置。

2.3 常用命令

-p <num>          监听的端口

-l <ip_addr>      连接的IP地址, 默认是本机

-d start          启动memcached服务

-d restart        重起memcached服务

-d stop|shutdown  关闭正在运行的memcached服务

-d install        安装memcached服务

-d uninstall      卸载memcached服务

-u <username>     以<username>的身份运行 (仅在以root运行的时候有效)

-m <num>          最大内存使用，单位MB。默认64MB

-M                内存耗尽时返回错误，而不是删除项

-c <num>          最大同时连接数，默认是1024

-f <factor>       块大小增长因子，默认是1.25

-n <bytes>        最小分配空间，key+value+flags默认是48

-h                显示帮助

然后就可以用.net 的memcached客户端来试一下了。

3.客户端使用

3.1 、telnet简介

Telnet协议是TCP/IP协议族中的一员，是Internet远程登陆服务的标准协议和主要方式。它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。在终端使用者的电脑上使用telnet程序，用它连接到服务器。终端使用者可以在telnet程序中输入命令，这些命令会在服务器上运行，就像直接在服务器的控制台上输入一样。可以在本地就能控制服务器。要开始一个telnet会话，必须输入用户名和密码来登录服务器。Telnet是常用的远程控制Web服务器的方法。

3.2、使用telnet连接memcached

用telnet连接memcached有两种方式。

1.  用windows系统的命名提示符。
输入：telnet localhost 11211，进行连接。（如果连接失败，应该是telnet客户端没有开启，win7默认是关闭状态）。
2.  使用连接软件PuTTy 。
PuTTY是一个Telnet、SSH、rlogin、纯TCP以及串行接口连接软件。较早的版本仅支持Windows平台，在最近的版本中开始支持各类Unix平台，并打算移植至Mac OS X上。

下载地址：PuTTy

3.3、基本 memcached 客户机命令

如果一切正常，则应该得到一个 telnet 响应，它会指示 Connected to localhost（已经连接到 localhost）。如果未获得此响应，则应该返回之前的步骤并确保 libevent 和 memcached 的源文件都已成功生成。
您现现已经登录到 memcached 服务器。此后，您将能够通过一系列简单的命令来与 memcached 通信。9 个 memcached 客户端命令可以分为三类：
  • 基本
  • 高级
  • 管理
您将使用五种基本 memcached 命令执行最简单的操作。这些命令和操作包括：
  • set
  • add
  • replace
  • get
  • delete
前三个命令是用于操作存储在 memcached 中的键值对的标准修改命令。它们都非常简单易用。
3.3.1修改命令语法
command <key> <flags> <expiration time> <bytes>
<value>
 

memcached 修改命令的参数和用法。

参数

用法

key

key 用于查找缓存值

flags

可以包括键值对的整型参数，客户机使用它存储关于键值对的额外信息

expiration time

在缓存中保存键值对的时间长度（以秒为单位，0 表示永远）

bytes

在缓存中存储的字节点

value

存储的值（始终位于第二行）

现在，我们来看看这些命令的实际使用。

set
set 命令用于向缓存添加新的键值对。如果键已经存在，则之前的值将被替换。

注意以下交互，它使用了 set 命令：

set userId 0 0 5
12345
STORED

如果使用 set 命令正确设定了键值对，服务器将使用单词 STORED 进行响应。本示例向缓存中添加了一个键值对，其键为 userId，其值为 12345。并将过期时间设置为 0，这将向 memcached 通知您希望将此值存储在缓存中直到删除它为止。

add
仅当缓存中不存在键时，add 命令才会向缓存中添加一个键值对。如果缓存中已经存在键，则之前的值将仍然保持相同，并且您将获得响应NOT_STORED。

下面是使用 add 命令的标准交互：

set userId 0 0 5
12345
STORED
 
add userId 0 0 5
55555
NOT_STORED
 
add companyId 0 0 3
564
STORED

replace
仅当键已经存在时，replace 命令才会替换缓存中的键。如果缓存中不存在键，那么您将从 memcached 服务器接受到一条 NOT_STORED 响应。

下面是使用 replace 命令的标准交互：

replace accountId 0 0 5
67890
NOT_STORED
 
set accountId 0 0 5
67890
STORED
 
replace accountId 0 0 5
55555
STORED

最后两个基本命令是 get 和 delete。这些命令相当容易理解，并且使用了类似的语法，如下所示：

command <key>

接下来看这些命令的应用。

get
get 命令用于检索与之前添加的键值对相关的值。您将使用 get 执行大多数检索操作。

下面是使用 get 命令的典型交互：

set userId 0 0 5
12345
STORED
 
get userId
VALUE userId 0 5
12345
END
 
get bob
END

如您所见，get 命令相当简单。您使用一个键来调用 get，如果这个键存在于缓存中，则返回相应的值。如果不存在，则不返回任何内容。

delete
最后一个基本命令是 delete。delete 命令用于删除 memcached 中的任何现有值。您将使用一个键调用 delete，如果该键存在于缓存中，则删除该值。如果不存在，则返回一条 NOT_FOUND 消息。

下面是使用 delete 命令的客户机服务器交互：

set userId 0 0 5
98765
STORED
 
delete bob
NOT_FOUND
 
delete userId
DELETED
 
get userId
END

3.4高级 memcached 客户机命令

可以在 memcached 中使用的两个高级命令是 gets 和 cas。gets 和 cas 命令需要结合使用。您将使用这两个命令来确保不会将现有的名称/值对设置为新值（如果该值已经更新过）。我们来分别看看这些命令。

3.4.1、gets

gets 命令的功能类似于基本的 get 命令。两个命令之间的差异在于，gets 返回的信息稍微多一些：64 位的整型值非常像名称/值对的 “版本” 标识符。

下面是使用 gets 命令的客户机服务器交互：

set userId 0 0 5
12345
STORED
 
get userId
VALUE userId 0 5
12345
END
 
gets userId
VALUE userId 0 5 4
12345
END

考虑 get 和 gets 命令之间的差异。gets 命令将返回一个额外的值 — 在本例中是整型值 4，用于标识名称/值对。如果对此名称/值对执行另一个 set 命令，则 gets 返回的额外值将会发生更改，以表明名称/值对已经被更新。清单 6 显示了一个例子：

3.4.2、 set 更新版本指示符

set userId 0 0 5
33333
STORED
 
gets userId
VALUE userId 0 5 5
33333
END

您看到 gets 返回的值了吗？它已经更新为 5。您每次修改名称/值对时，该值都会发生更改。

3.4.3、Cas

cas（check 和 set）是一个非常便捷的 memcached 命令，用于设置名称/值对的值（如果该名称/值对在您上次执行 gets 后没有更新过）。它使用与set 命令相类似的语法，但包括一个额外的值：gets 返回的额外值。

注意以下使用 cas 命令的交互：

set userId 0 0 5
55555
STORED
 
gets userId
VALUE userId 0 5 6
55555
END
 
cas userId 0 0 5 6
33333
STORED

如您所见，我使用额外的整型值 6 来调用 gets 命令，并且操作运行非常顺序。现在，我们来看看清单 7 中的一系列命令：

3.4.4、使用旧版本指示符的 cas 命令

set userId 0 0 5
55555
STORED
 
gets userId
VALUE userId 0 5 8
55555
END
 
cas userId 0 0 5 6
33333
EXISTS

注意，我并未使用 gets 最近返回的整型值，并且 cas 命令返回 EXISTS 值以示失败。从本质上说，同时使用 gets 和 cas 命令可以防止您使用自上次读取后经过更新的名称/值对。

3.4.5、缓存管理命令

最后两个 memcached 命令用于监控和清理 memcached 实例。它们是 stats 和 flush_all 命令。

Stats

stats 命令的功能正如其名：转储所连接的 memcached 实例的当前统计数据。在下例中，执行 stats 命令显示了关于当前 memcached 实例的信息：

此处的大多数输出都非常容易理解。稍后在讨论缓存性能时，我还将详细解释这些值的含义。至于目前，我们先来看看输出，然后再使用新的键来运行一些 set 命令，并再次运行 stats 命令，注意发生了哪些变化。

flush_all

flush_all 是最后一个要介绍的命令。这个最简单的命令仅用于清理缓存中的所有名称/值对。如果您需要将缓存重置到干净的状态，则 flush_all 能提供很大的用处。下面是一个使用 flush_all 的例子：

set userId 0 0 5
55555
STORED
 
get userId
VALUE userId 0 5
55555
END
 
flush_all
OK
 
get userId
END

3.5缓存性能

在本文的最后，我将讨论如何使用高级 memcached 命令来确定缓存的性能。stats 命令用于调优缓存的使用。需要注意的两个最重要的统计数据是 et_hits 和 get_misses。这两个值分别指示找到名称/值对的次数（get_hits）和未找到名称/值对的次数（get_misses）。

结合这些值，我们可以确定缓存的利用率如何。初次启动缓存时，可以看到 get_misses 会自然地增加，但在经过一定的使用量之后，这些 get_misses 值应该会逐渐趋于平稳 — 这表示缓存主要用于常见的读取操作。如果您看到 get_misses 继续快速增加，而 get_hits 逐渐趋于平稳，则需要确定一下所缓存的内容是什么。您可能缓存了错误的内容。

确定缓存效率的另一种方法是查看缓存的命中率（hit ratio）。缓存命中率表示执行 get 的次数与错过 get 的次数的百分比。要确定这个百分比，需要再次运行 stats 命令

3.5.1、 计算缓存命中率

现在，用 get_hits 的数值除以 cmd_gets。在本例中，您的命中率大约是 71%。在理想情况下，您可能希望得到更高的百分比 — 比率越高越好。查看统计数据并不时测量它们可以很好地判定缓存策略的效率。

4 C#下可用的客户端

C#可用的客户端一共有四种，每个客户端API中都有详细的说明和注释

博客园使用的组合为： couchbase+EnyimMemcached http://www.couchbase.com/

4.1、 C#下可用的客户端memcached client library

有一个Cookie+Memcached模拟Session保持登录状态的例子，运行条件是，电脑要装mysql数据库，和配置添加链接字符串，将用户名，密码换成自己的。

<add

name="MySqlDemo" connectionString="server=127.0.0.1;user id=root;password=123;persist securityinfo=True;database=MySqlDemo;charset=utf8;" providerName="MySql.Data.MySqlClient" />

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