NoSQL , Memcached介绍

什么是NoSQL

非关系型数据库就是NoSQL，关系型数据库表明MySQL

• 对于关系型数据库来讲，是须要把数据存储到库、表、行、字段里，查询的时候根据条件一行一行地去匹配，当量很是大的时候就很耗费时间和资源，尤为是数据是须要从磁盘里去检索。

• NoSQL数据库存储原理很是简单（典型的数据类型为k-v），不存在繁杂的关系链，好比mysql查询的时候，须要找到对应的库、表（一般是多个表）以及字段。

NoSQL数据能够存储在内存里，查询速度很是快

NoSQL在性能表现上虽然能优于关系型数据库，可是它并不能彻底替代关系型数据库

NoSQL由于没有复杂的数据结构，扩展很是容易，支持分布式

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常见NoSQL数据库

• k-v形式的：memcached、redis 适合储存用户信息，好比会话、配置文件、参数、购物车等等。这些信息通常都和ID（键）挂钩，这种情景下键值数据库是个很好的选择。

• 文档数据库：mongodb 将数据以文档的形式储存。每一个文档都是一系列数据项的集合。每一个数据项都有一个名称与对应的值，值既能够是简单的数据类型，如字符串、数字和日期等；也能够是复杂的类型，若有序列表和关联对象。数据存储的最小单位是文档，同一个表中存储的文档属性能够是不一样的，数据可使用XML、JSON或者JSONB等多种形式存储。

• 列存储 Hbase

• 图 Neo4J、Infinite Graph、OrientDB

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Memcached介绍

• Memcached是国外社区网站LiveJournal团队开发，目的是为了经过缓存数据库查询结果，减小数据库访问次数，从而提升动态web站点性能。

• 官方站点 http://www.memcached.org/

• 数据结构简单(k-v)，数据存放在内存里

• 多线程

• 基于c/s架构，协议简单

• 基于libevent的事件处理

• 自主内存存储处理（slab allowcation)

• 数据过时方式：Lazy Expiration 和 LRU

Memcached的数据流向

Slab allocation

• Slab Allocation的原理

• 将分配的内存分割成各类尺寸的块（chunk）， 并把尺寸相同的块分红组（chunk的集合），每一个chunk集合被称为slab。

• Memcached的内存分配以Page为单位，Page默认值为1M，能够在启动时经过-I参数来指定。

• Slab是由多个Page组成的，Page按照指定大小切割成多个chunk。

Growth factor

• Memcached在启动时经过-f选项能够指定 Growth Factor因子。该值控制chunk大小的差别。默认值为1.25。

• 经过memcached-tool命令查看指定Memcached实例的不一样slab状态，能够看到各Item所占大小（chunk大小）差距为1.25

• 命令：# memcached-tool 127.0.0.1:11211 display

Memcached的数据过时方式

Lazy Expiration

• Memcached 内部不会监视记录是否过时，而是在get时查看记录的时间戳，检查记录是否过时。这种技术被称为lazy（惰性）expiration。所以，Memcached不会在过时监视上耗费CPU时间。

LRU

• Memcached会优先使用已超时的记录的空间，但即便如此，也会发生追加新记录时空间不足的状况，此时就要使用名为Least Recently Used（LRU）机制来分配空间。顾名思义，这是删除“最近最少使用”的记录的机制。所以，当内存空间不足时（没法从slab class获取到新的空间时），就从最近未被使用的记录中搜索，并将其空间分配给新的记录。从缓存的实用角度来看，该模型十分理想。

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Memcached安装

能够不用下载最新版本，直接yum安装

先看一下都有哪些包 yum list |grep memcache

安装 yum install -y memcached libmemcached libevent

• 安装须要安装 libevent，能够先 rpm -qa libevent查看一下系统有没有安装。

启动 systemctl start memcached

[root@localhost ~]# ps aux |grep memcache
memcach+   2105  0.0  0.2 325556  1184 ?        Ssl  22:22   0:00 /usr/bin/memcached -u memcached -p 11211 -m 64 -c 1024
root       2112  0.0  0.2 112664   968 pts/0    S+   22:23   0:00 grep --color=auto memcache
[root@localhost ~]# netstat -lntp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 0.0.0.0:11211           0.0.0.0:*               LISTEN      2105/memcached      
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1179/sshd           
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1789/master         
tcp6       0      0 :::11211                :::*                    LISTEN      2105/memcached      
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1179/sshd           
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1789/master

更改配置参数 vim /etc/sysconfig/memcached

PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS=""

• 好比加上监听的ip，能够把OPTIONS="" 改成OPTIONS="127.0.0.1"

• 其中-m指定memcached分配内存

• -c指定最大并发数

• -u指定运行memcached服务的用户

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查看Memcached运行状态

命令：memcached-tool 127.0.0.1:11211 stats

• 查看后的输出内容主要关注如下行

curr_items   目前存在多少个项目
get_hits     命中了多少

get_hits除以curr_items等于命中率。表明着缓存被访问的命中率。缓存被访问了，说明memcached起了效果。

或者echo stats |nc 127.0.0.1 11211  须要安装nc工具  yum install -y nc

• nc就是ncat简称

[root@localhost ~]# rpm -qf `which nc`
nmap-ncat-6.40-13.el7.x86_64

• echo stats |nc 127.0.0.1 11211查看状态

若安装libmemcached后，可使用命令 memstat --servers=127.0.0.1:11211 查看memcached服务状态

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memcached命令行

进入数据库命令 ：telnet 127.0.0.1 11211

[root@localhost ~]# telnet 127.0.0.1 11211
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.

• 进入以后不要乱按，按错了比较麻烦。

存数据命令：set

set key2 0 30 2
12
STORED
set key1 0 30 3
123
STORED

• key2 就是key的名字，自定义 <key>

• 0 <flags>

• 30 是过时时间，30秒后过时 <exptime>

• <bytes>最后一位定义的是数据的位数，好比写2，数据就只能输入两位，输入多或者少了都会报错。

查看数据命令：get

get key1
VALUE key1 0 3
123
END

Memcached语法规则

• <command name> <key> <flags> <exptime> <bytes>\r\n <data block>\r\n 注：\r\n在windows下是Enter键

• <command name> 能够是set, add, replace

• set表示按照相应的<key>存储该数据，没有的时候增长，有的时候覆盖

• add表示按照相应的<key>添加该数据,可是若是该<key>已经存在则会操做失败

• replace表示按照相应的<key>替换数据,可是若是该<key>不存在则操做失败。

• <key> 客户端须要保存数据的key

• <flags> 是一个16位的无符号的整数(以十进制的方式表示)。该标志将和须要存储的数据一块儿存储,并在客户端get数据时返回。客户端能够将此标志用作特殊用途，此标志对服务器来讲是不透明的。

• <exptime> 为过时的时间。若为0表示存储的数据永远不过时(但可被服务器算法：LRU 等替换)。若是非0(unix时间或者距离此时的秒数),当过时后,服务器能够保证用户得不到该数据(以服务器时间为标准)。

• <bytes> 须要存储的字节数，当用户但愿存储空数据时<bytes>能够为0

• <data block>须要存储的内容，输入完成后，最后客户端须要加上\r\n（直接点击Enter）做为结束标志。

Memcached数据示例

set key3 1 100 4
abcd
STORED
get key3
VALUE key3 1 4
abcd
END
replace key3 1 200 5
abcdx
STORED
get key3
VALUE key3 1 5
abcdx
END
delete key3
DELETED
get key3
END

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memcached数据导出和导入

导出：memcached-tool 127.0.0.1:11211 dump > data.txt

能够先建立几个过时时间为0的数据，而后按键盘 Ctrl + ] 推出telnet

• cat data.txt

[root@localhost ~]# memcached-tool 127.0.0.1:11211 dump > data.txt
Dumping memcache contents
  Number of buckets: 1
  Number of items  : 2
Dumping bucket 1 - 2 total items
[root@localhost ~]# cat data.txt 
add name 1 1534861345 5
aming
add key11 1 1534861345 2
12
[root@localhost ~]#

导入：nc 127.0.0.1 11211 < data.txt

• 因为数据以前是已经存在的，须要重启服务，让缓存消失，而后导入

[root@localhost ~]# systemctl restart memcached
[root@localhost ~]# nc 127.0.0.1 11211 < data.txt
STORED
STORED

注意：导出的数据是带有一个时间戳的，这个时间戳就是该条数据过时的时间点，若是当前时间已经超过该时间戳，那么是导入不进去的.

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PHP链接Memcached

先安装php的memcache扩展

cd /usr/local/src/
wget  http://www.apelearn.com/bbs/data/attachment/forum/memcache-2.2.3.tgz 
tar zxf memcache-2.2.3.tgz 
cd memcache-2.2.3
/usr/local/php-fpm/bin/phpize
./configure --with-php-config=/usr/local/php-fpm/bin/php-config
make && make install

• 安装完后会有相似这样的提示：Installing shared extensions: /usr/local/php-fpm/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/

• 而后修改php.ini添加一行extension="memcache.so“

• 检查/usr/local/php/bin/php-fpm -m

下载测试脚本

curl www.apelearn.com/study_v2/.memcache.txt > 1.php 2>/dev/null

• 1.php内容也能够参考https://coding.net/u/aminglinux/p/yuanke_centos7/git/blob/master/21NOSQL/1.php

执行脚本

/usr/local/php-fpm/bin/php 1.php

• 或者将1.php放到某个虚拟主机根目录下面，在浏览器访问，便可看到效果

最终能够看到数据以下：

[0] => aaa
 [1] => bbb
 [2] => ccc
 [3] => ddd

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Memcached中存储session

• 本实例是在lamp/lnmp环境下实现

• 编辑php.ini添加两行

session.save_handler = memcache 
session.save_path = "tcp://192.168.0.9:11211" 

• 或者httpd.conf中对应的虚拟主机中添加

php_value session.save_handler "memcache"  
php_value session.save_path "tcp://192.168.0.9:11211" 

• 或者php-fpm.conf对应的pool中添加

php_value[session.save_handler] = memcache
php_value[session.save_path] = " tcp://192.168.0.9:11211 "

wget http://study.lishiming.net/.mem_se.txt
mv .mem_se.txt  /usr/local/apache2/htdocs/session.php

其中session.php内容能够参考

https://coding.net/u/aminglinux/p/yuanke_centos7/git/blob/master/21NOSQL/session.php

• curl localhost/session.php

相似于1443702394<br><br>1443702394<br><br>i44nunao0g3o7vf2su0hnc5440
telnet 127.0.0.1 11211
get i44nunao0g3o7vf2su0hnc5440