Memcache工作原理

1       Memcache是什么

Memcache是danga.com的一个项目，最早是为 LiveJournal 服务的，目前全世界不少人使用这个缓存项目来构建自己大负载的网站，来分担数据库的压力。

它可以应对任意多个连接，使用非阻塞的网络IO。由于它的工作机制是在内存中开辟一块空间，然后建立一个HashTable，Memcached自管理这些HashTable。

为什么会有Memcache和memcached两种名称？

其实Memcache是这个项目的名称，而memcached是它服务器端的主程序文件名，

Memcache官方网站：http://www.danga.com/memcached，

2       Memcache工作原理

首先 memcached 是以守护程序方式运行于一个或多个服务器中，随时接受客户端的连接操作，客户端可以由各种语言编写，目前已知的客户端 API 包括 Perl/PHP/Python/Ruby/Java/C#/C 等等。客户端在与 memcached 服务建立连接之后，接下来的事情就是存取对象了，每个被存取的对象都有一个唯一的标识符 key，存取操作均通过这个 key 进行，保存到 memcached 中的对象实际上是放置内存中的，并不是保存在 cache 文件中的，这也是为什么 memcached 能够如此高效快速的原因。注意，这些对象并不是持久的，服务停止之后，里边的数据就会丢失。

与许多 cache 工具类似，Memcached 的原理并不复杂。它采用了C/S的模式，在 server 端启动服务进程，在启动时可以指定监听的 ip，自己的端口号，所使用的内存大小等几个关键参数。一旦启动，服务就一直处于可用状态。Memcached 的目前版本是通过C实现，采用了单进程，单线程，异步I/O，基于事件 (event_based) 的服务方式.使用 libevent 作为事件通知实现。多个 Server 可以协同工作，但这些 Server 之间是没有任何通讯联系的，每个 Server 只是对自己的数据进行管理。Client 端通过指定 Server 端的 ip 地址(通过域名应该也可以)。需要缓存的对象或数据是以 key->value 对的形式保存在Server端。key 的值通过 hash 进行转换，根据 hash 值把 value 传递到对应的具体的某个 Server 上。当需要获取对象数据时，也根据 key进行。首先对 key 进行 hash，通过获得的值可以确定它被保存在了哪台 Server 上，然后再向该 Server 发出请求。Client 端只需要知道保存 hash(key) 的值在哪台服务器上就可以了。

其实说到底，memcache 的工作就是在专门的机器的内存里维护一张巨大的 hash 表，来存储经常被读写的一些数组与文件，从而极大的提高网站的运行效率。

3       如何使用

• 建立Manager类

Java代码 

1. package com.alisoft.sme.memcached;
2. import java.util.Date;
3. import com.danga.MemCached.MemCachedClient;
4. import com.danga.MemCached.SockIOPool;
5. public class MemCachedManager {
6. // 创建全局的唯一实例
7. protected static MemCachedClient mcc = new MemCachedClient();
8. protected static MemCachedManager memCachedManager = new MemCachedManager();
9. // 设置与缓存服务器的连接池
10. static {
11. // 服务器列表和其权重
12. String[] servers = { "127.0.0.1:11211" };
13. Integer[] weights = { 3 };
14. // 获取socke连接池的实例对象
15. SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance();
16. // 设置服务器信息
17. pool.setServers(servers);
18. pool.setWeights(weights);
19. // 设置初始连接数、最小和最大连接数以及最大处理时间
20. pool.setInitConn(5);
21. pool.setMinConn(5);
22. pool.setMaxConn(250);
23. pool.setMaxIdle(1000 * 60 * 60 * 6);
24. // 设置主线程的睡眠时间
25. pool.setMaintSleep(30);
26. // 设置TCP的参数，连接超时等
27. pool.setNagle(false);
28. pool.setSocketTO(3000);
29. pool.setSocketConnectTO(0);
30. // 初始化连接池
31. pool.initialize();
32. // 压缩设置，超过指定大小（单位为K）的数据都会被压缩
33. mcc.setCompressEnable(true);
34. mcc.setCompressThreshold(64 * 1024);
35. }
36. /**
37. * 保护型构造方法，不允许实例化！
38. *
39. */
40. protected MemCachedManager() {
41. }
42. /**
43. * 获取唯一实例.
44. *
45. * @return
46. */
47. public static MemCachedManager getInstance() {
48. return memCachedManager;
49. }
50. /**
51. * 添加一个指定的值到缓存中.
52. *
53. * @param key
54. * @param value
55. * @return
56. */
57. public boolean add(String key, Object value) {
58. return mcc.add(key, value);
59. }
60. public boolean add(String key, Object value, Date expiry) {
61. return mcc.add(key, value, expiry);
62. }
63. public boolean replace(String key, Object value) {
64. return mcc.replace(key, value);
65. }
66. public boolean replace(String key, Object value, Date expiry) {
67. return mcc.replace(key, value, expiry);
68. }
69. /**
70. * 根据指定的关键字获取对象.
71. *
72. * @param key
73. * @return
74. */
75. public Object get(String key) {
76. return mcc.get(key);
77. }
78. public static void main(String[] args) {
79. MemCachedManager cache = MemCachedManager.getInstance();
80. cache.add("hello", 234);
81. System.out.print("get value : " + cache.get("hello"));
82. }
83. }

建立数据对象

Java代码 

1. package com.alisoft.sme.memcached;
2. import java.io.Serializable;
3. public class TBean implements Serializable {
4. private static final long serialVersionUID = 1945562032261336919L;
5. private String name;
6. public String getName() {
7. return name;
8. }
9. public void setName(String name) {
10. this.name = name;
11. }
12. }

Java代码 

1. <pre name="code" class="java"> </pre>
2. <h2 style="margin: 13pt 0cm 13pt 28.8pt;"><span style="" lang="EN-US"><span style=""><span style="font-family: 'Times New Roman';">   </span></span></span><span style=""><span style="font-size: large;">创建测试用例</span></span></h2>
3. <h2 style="margin: 13pt 0cm 13pt 28.8pt;"> </h2>
4. <pre name="code" class="java">package com.alisoft.sme.memcached.test;
5. import junit.framework.TestCase;
6. import org.junit.Test;
7. import com.alisoft.sme.memcached.MemCachedManager;
8. import com.alisoft.sme.memcached.TBean;
9. public class TestMemcached extends TestCase {
10. private static MemCachedManager cache;
11. @Test
12. public void testCache() {
13. TBean tb = new TBean();
14. tb.setName("E网打进");
15. cache.add("bean", tb);
16. TBean tb1 = (TBean) cache.get("bean");
17. System.out.println("name=" + tb1.getName());
18. tb1.setName("E网打进_修改的");
19. tb1 = (TBean) cache.get("bean");
20. System.out.println("name=" + tb1.getName());
21. }
22. @Override
23. protected void setUp() throws Exception {
24. super.setUp();
25. cache = MemCachedManager.getInstance();
26. }
27. @Override
28. protected void tearDown() throws Exception {
29. super.tearDown();
30. cache = null;
31. }
32. }
33. </pre>
34. <h2 style="margin: 13pt 0cm 13pt 28.8pt;"> <span style="">测试结果</span></h2>
35. <h2 style="margin: 13pt 0cm 13pt 28.8pt;"><span style="">
36. <pre name="code" class="java">[INFO] ++++ serializing for key: bean for class: com.alisoft.sme.memcached.TBean
37. [INFO] ++++ memcache cmd (result code): add bean 8 0 93 (NOT_STORED)
38. [INFO] ++++ data not stored in cache for key: bean
39. [INFO] ++++ deserializing class com.alisoft.sme.memcached.TBean
40. name=E网打进
41. [INFO] ++++ deserializing class com.alisoft.sme.memcached.TBean
42. name=E网打进
43. </pre>
44. </span></h2>