75.Memcached

1、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

  2、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

3、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)
  • 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。
  • 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
    
• 数据过时方式：Lazy Expiration 和 LRU
• 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。

4、Memcached的数据流向，安装

• 安装

  yum install -y memcached libmemcached libevent
  systemctl start memcached

  • vim /etc/sysconfig/memcached 能够配置参数
    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（默认是M）
    -c指定最大并发数
    -u指定运行memcached服务的用户
  • 若是须要修改配置，就用命令行启动

    /usr/bin/memcached -u memcached -p 11211 -m 64-c 1024  
    或者是
    vi /etc/sysconfig/memcached

• 查看Memcached运行状态

  memcached-tool 127.0.0.1:11211  stats

或者

echo stats |nc 127.0.0.1 11211

须要安装nc工具

yum install -y nc
rpm -qf `which nc`

若安装libmemcached后，可使用命令

memstat --servers=127.0.0.1:11211

查看memcached服务状态
在memcached中，运行state命令能够查看memcached服务的状态信息，其中cmd_get表示总的get次数，get_hits表示get的总命中次数，命中率 = get_hits/cmd_ge
总结，查看状态三种方法

memcached-tool 127.0.0.1:11211 stats
echo stats |nc 127.0.0.1 11211
memstat --servers=127.0.0.1:11211

• 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命令行

  telnet 127.0.0.1 11211  #进入memcached

  set key2 0 30 2 #30（过时时间30s，若是是0就表示永不过时，2两个字节）
  ab
  STORED
  get key2
  VALUE key2 0 2
  ab
  END

• 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
  

ctrl + } 退出
quit 退出 telnet

• Memcached数据导出和导入
  导出：

  memcached-tool 127.0.0.1:11211 dump > data.txt

  cat data.txt
  导入：

  nc 127.0.0.1 11211 < data.txt

  若nc命令不存在，yum install nc
  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

• 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

  遇到问题
  Cannot find autoconf. Please check your autoconf installation and the
  $PHP_AUTOCONF environment variable. Then, rerun this script.
  解决方法：

  yum install -y m4  autoconf

./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

vi /usr/local/php-fpm/etc/php.ini
extension=memcache.so

检查

/usr/local/php-fpm/bin/php -m
/etc/init.d/php-fpm restart

• PHP链接Memcached
  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
  

• Memcached中存储session 
  本实例是在lamp/lnmp环境下实现

  vim /usr/local/php-fpm/etc/php.ini

  搜索session
  如图，路径为file，即保存在本地,默认的session存放在/tmp
  

cd /usr/local/src
wget http://study.lishiming.net/.mem_se.txt
mv .mem_se.txt  /data/wwwroot/default/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

php-fpm.conf对应的pool中添加

vim /usr/local/php-fpm/etc/php-fpm.conf
php_value[session.save_handler] = memcache
php_value[session.save_path] = " tcp://192.168.127.133:11211 "

/etc/init.d/php-fpm  restart
rm -rf  /tmp/sess*
curl localhost/session.php

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