Memcached学习笔记

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前言

• 此为学习笔记汇总，若有纰漏之处，还望不吝指出，谢谢。

启动流程

• 调用settings_init()设定初始化参数
• 从启动命令中读取参数来设置setting值
• 设定LIMIT参数
• 开始网络Socket监听，也支持UDP
• 检查用户身份，不容许以root运行
• 若是有socketpath存在，开启UNIX本地链接，是Sock管道
• 若是以-d方式启动，调用daemon(), 建立守护进程
• 初始化item，event，状态信息，hash，链接，slab
• 如设置中managed生效，建立bucket数组
• 检查是否须要锁定内存页
• 初始化信号，链接，删除队列
• 若是采用daemon方式，处理进程ID
• event开始，启动过程结束，main函数进入循环

内存分配

分配模型

• MemCache存放的value大小是限制的，由于一个新数据过来，slab会先以page为单位申请一块内存，申请的内存最多就只有1M，因此value大小天然不能大于1M了

• chunk分配待会内存浪费，但也避免了管理内存碎片的问题

大小关系

• MemCache将内存空间分为一组slab
• 每一个slab下又有若干个page，每一个page默认是1M
• 每一个page里面包含一组chunk，chunk是真正存放数据的地方，同一个slab里面的chunk的大小是固定的
• 有相同大小chunk的slab被组织在一块儿，称为slab_class
• 邻slab内的chunk基本以1.25为比例进行增加，MemCache启动时能够用-f指定这个比例

回收机制

LRU

• 精髓：Memcached会把刚刚访问过的item放到item列表头部，尾部的是没有/不多被访问的
• 若是MemCache启动没有追加-M（禁止LRU，这种状况下内存不够会报Out Of Memory错误），可使用
• MemCache的LRU算法不是针对全局的，是针对slab的

步骤

• 使用slabs_alloc函数申请内存失败，就开始淘汰数据
• 从item list尾部开始遍历,在列表中查找一个refcount为0的item，释放
• 若是找不到，查找一个3小时内没有访问过的item
• 若是尚未，返回NULL，申请内存失败

懒惰删除

• memcached不会释放已分配的内存，记录超时后，客户端就没法再看见该记录（invisible，透明）， 其存储空间便可重复使用
• 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

特性和限制

• MemCache中能够保存的item数据量是没有限制的，只要内存足够
• MemCache单进程在32位机中最大使用内存为2G，这个以前的文章提了屡次了，64位机则没有限制
• Key最大为250个字节，超过该长度没法存储
• 单个item最大数据是1MB，超过1MB的数据不予存储
• MemCache服务端是不安全的，好比已知某个MemCache节点，能够直接telnet过去，并经过flush_all让已经存在的键值对当即失效
• 不可以遍历MemCache中全部的item，由于这个操做的速度相对缓慢且会阻塞其余的操做
• MemCache的高性能源自于两阶段哈希结构：第一阶段在客户端，经过Hash算法根据Key值算出一个节点；第二阶段在服务端，经过一个内部的Hash算法，查找真正的item并返回给客户端。从实现的角度看，MemCache是一个非阻塞的、基于事件的服务器程序
• MemCache设置添加某一个Key值的时候，传入expiry为0表示这个Key值永久有效，这个Key值也会在30天以后失效，写在了源码Memcached.c中，通常不修改

Memcache::add

• bool Memcache :: add ( string $key , mixed $var [ , int $flag [ , int $expire ]] )

说明

• 若是$key不存在的时候，使用这个函数来存储$var的值
• 功能相同的函数是memcache_add()

参数

• $key ：将要存储的键值
• $var ：存储的值，字符型和整型会按原值保存，其余类型自动序列化之后保存
• $flag：是否用 MEMCACHE_COMPRESSED 来压缩存储的值， true 表示压缩， false 表示不压缩
• $expire：存储值的过时时间，若是为0表示不会过时，你能够用unix时间戳或者描述来表示从如今开始的时间，可是你在使用秒数表示的时候，不要超过2592000秒 (表示30天)

返回值

• 若是成功则返回 TRUE，失败则返回 FALSE
• 若是$key值已经存在，则会返回FALSE
• 其余状况下Memcache::add()的用法相似于Memcache::set()

Memcache::addServer

• bool Memcache::addServer ( string $host [, int $port [, bool $persistent [, int $weight [, int $timeout [, int $retry_interval [, bool $status [, callback $failure_callback ]]]]]]] )

说明

• 添加一个可供使用的服务器地址到链接池中，链接用Memcache::addServer打开
• 脚本执行完后自动关闭,或者能够用Memcache::close()手动关闭
• 相同函数是memcache_add_server()
• 当用这个方法的时候（相对于Memcache::connect()和 Memcache::pconnect()方法），网络链接只有等须要的时候才会创建，所以不会由于增长不少的服务器到链接池而增长系统负担，由于不少服务器可能没有使用

故障恢复

• 故障恢复会发生在这个方法执行的任何阶段，只要其余的服务器是正常的，这些链接请求的失败用户不会注意到
• 任何一种socket或者memcached服务器级的错误能够触发故障恢复
• 正常的客户端错误好比增长一个存在的键值不会引起故障恢复

参数

• $host服务器的地址
• $port服务器端口
• $persistent是不是一个持久链接
• $weight这台服务器在全部服务器中所占的权重
• $timeout链接的持续时间
• $retry_interval链接重试的间隔时间，默认为15,设置为-1表示不进行重试
• $status控制服务器的在线状态
• $failure_callback容许设置一个回掉函数来处理错误信息

Memcache::close

• bool Memcache :: close ( void )

说明

• 关闭memcache服务器链接
• 这个函数不会关闭长链接，长链接只有在web服务器关闭或者重启的时候才会关闭
• 相同的函数memcache_close()

Memcache::connect

• bool Memcache :: connect ( string $host [ , int $port [ , int $timeout ]] )

说明

• 打开memcached服务器链接，创建一个到memcached服务器的链接，用Memcache::connect打开的链接会在脚本执行完毕后自动关闭
• 你也能够用Memcache::close()去关闭链接
• 相同的函数是memcache_connect()

参数

• $host：指向memcached正在收听的连接的主机，这个参数会有另外一种特殊的链接方式unix:///path/to/memcached.sock，即用unix的域名sockets，这种状况下，端口必须设置为0
• $port：指向memcached正在收听的连接的端口，用unix的域名sockets的状况下，端口必须设置为0
• $timeout：用于链接守护进程的秒数，当你改变默认的1秒的值的时候，你须要考虑一下，若是你的链接太慢的话，你可能会失去缓存的优点。

memcache::debug

• bool memcache_debug ( bool $on_off )

说明

• 控制调试功能，前提是php在编译的时候使用了-enable-debug选项，不然这个函数不会有做用

参数

• $on_off：true表示开启调试，false表示关闭调试

返回值

• 若是php在编译的时候使用了-enable-debug选项，返回true，不然返回false

Memcache::decrement

• int Memcache :: decrement ( string $key [ , int $value ] )

说明

• Memcache::decremen方法的做用是对保存的某个key中的值进行减法操做，用法跟Memcache::increment相似
• 也可用memcache_decrement()函数

参数

• $Key:想要减小的键的名字
• $Value:想要减小的值

返回值

• 若是成功，返回被减小后的值，若是失败返回false

Memcache::delete

• bool Memcache :: delete ( string $key [ , int $timeout ] )

说明

• 一个key值，若是参数$timeout被设置，那么存储的值会在设置的秒数之后过时，你也能够用函数memcache_delete()

Memcache::flush

• bool Memcache :: flush ( void )

说明

• 清除全部缓存的数据。Memcache::flush实际上没有释放资源，它仅仅将全部的缓存标记为过时，这样可使新的缓存来覆盖被占的内存空间
• 同样的函数是memcache_flush()

Memcache::get

• string Memcache :: get ( string $key [ , int & $flags ] )
• array Memcache :: get ( array $keys [ , array & $flags ] )

说明

• 方法的做用是获取一个key值，key值能够是一个数组，结果会包含键值对

参数

• $key是键值或者一个键的数组值
• $flags若是这个参数存在，那么$flags跟写入这个参数的值相关，这些$flags 相似于Memcache::set()函数里的$flags

返回值

• 若是成功，则返回key对应的值，若是失败则返回false

Memcache::getExtendedStats

• array Memcache :: getExtendedStats ([ string $type [ , int $slabid [ , int $limit ]]] )

说明

• 获取进程池中全部进程的运行系通通计
• 相同函数是 memcache_get_extended_stats()

参数

• $type表示要求返回的类型：reset, malloc, maps, cachedump, slabs, items, sizes
• $slabid第一个参数设置为”cachedump”时使用的
• $limit第一个参数设置为”cachedump”时使用的

Memcache::getServerStatus

• int Memcache :: getServerStatus ( string $host [ , int $port ] )

说明

• 获取运行服务器的参数,返回一个服务器在线或者离线的状态
• 相同的函数是memcache_get_server_status()

参数

• $host：正在收听的链接的主机
• $port正在收听的链接的主机的端口，默认是11211

返回值

• 成功返回服务器状态，服务器没有启动会返回0，其余数字的时候表示服务器是启动状态的

  Memcache::getStats

• array Memcache :: getStats ([ string $type [ , int $slabid [ , int $limit ]]] )

说明

• 返回服务器的一些运行统计信息
• 相同的函数是memcache_get_stats()

参数

• $type表示要求返回的类型：reset, malloc, maps, cachedump, slabs, items, sizes
• $slabid第一个参数设置为”cachedump”时使用的
• $limit第一个参数设置为”cachedump”时使用的

Memcache::getVersion

• string Memcache :: getVersion ( void )

说明

• 返回运行的Memcache的版本信息

• 相同函数memcache_get_version()

  Memcache::increment

• int Memcache :: increment ( string $key [ , int $value ] )
• 对保存的某个key中的值进行加法操做

• 用法参考Memcache::decrement

Memcache::pconnect

• bool Memcache :: pconnect ( string $host [ , int $port [ , int $timeout ]] )

说明

• 建立一个Memcache的持久链接对象
• 这个链接在脚本执行完或者Memcache::close()函数运行也不会被关闭
• 与它相同的函数是memcache_pconnect()

参数

• $host：指向memcached正在收听的连接的主机，这个参数会有另外一种特殊的链接方式unix:///path/to/memcached.sock，即用unix的域名sockets，这种状况下，端口必须设置为0
• $port：指向memcached正在收听的连接的端口，用unix的域名sockets的状况下，端口必须设置为0
• $timeout：用于链接守护进程的秒数，当你改变默认的1秒的值的时候，你须要考虑一下，若是你的链接太慢的话，你可能会失去缓存的优点

Memcache::replace

• bool Memcache :: replace ( string $key , mixed $var [ , int $flag [ , int $expire ]] )

说明

• 对一个已有的key进行覆写操做
• 相同函数是memcache_replace()

参数

• $key ：将要存储的键值
• $var ：存储的值，字符型和整型会按原值保存，其余类型自动序列化之后保存
• $flag：是否用 MEMCACHE_COMPRESSED 来压缩存储的值， true 表示压缩， false 表示不压缩

• $expire：存储值的过时时间，若是为0表示不会过时，你能够用unix时间戳或者描述来表示从如今开始的时间，可是你在使用秒数表示的时候，不要超过2592000秒 (表示30天)

  Memcache::set

• bool Memcache :: set ( string $key , mixed $var [ , int $flag [ , int $expire ]] )

说明

• 添加一个值，若是已经存在，则覆写
• 相同函数是memcache_set()

参数

• $key ：将要存储的键值
• $var ：存储的值，字符型和整型会按原值保存，其余类型自动序列化之后保存
• $flag：是否用 MEMCACHE_COMPRESSED 来压缩存储的值， true 表示压缩， false 表示不压缩
• $expire：存储值的过时时间，若是为0表示不会过时，你能够用unix时间戳或者描述来表示从如今开始的时间，可是你在使用秒数表示的时候，不要超过2592000秒 (表示30天)

Memcache::setCompressThreshold

• bool Memcache :: setCompressThreshold ( int $threshold [ , float $min_savings ] )

说明

• 对大于某一大小的数据进行压缩
• 相同的函数是memcache_set_compress_threshold()

参数

• setCompressThreshold方法有两个参数，第一个参数表示处理数据大小的临界点，第二个参数表示压缩的比例，默认为0.2

Memcache::setServerParams

• bool Memcache :: setServerParams ( string $host [ , int $port [ , int $timeout [ , int $retry_interval [ , bool $status [ , callback $failure_callback ]]]]] )

说明

• 在运行时修改服务器的参数
• 相同函数是memcache_set_server_params()

参数

• $host服务器的地址
• $port服务器端口
• $timeout链接的持续时间
• $retry_interval链接重试的间隔时间，默认为15,设置为-1表示不进行重试
• $status控制服务器的在线状态
• $failure_callback容许设置一个回掉函数来处理错误信息

参考资料

• 图片来源于网络
• Memcached官网
• Memcached彻底剖析