Memcache是danga.com的一個項目，最早是為 LiveJournal 服務的，目前全世界不少人使用這個緩存項目來構(gòu)建自己大負載的網(wǎng)站，來分擔數(shù)據(jù)庫的壓力。它可以應對任意多個連接，使用非阻塞的網(wǎng)絡IO。由于它的工作機制是在內(nèi)存中開辟一塊空間，然后建立一個HashTable，Memcached自管理這些HashTable。Memcache官方網(wǎng)站：http://www.danga.com/memcached，更多詳細的信息可以來這里了解。

為什么會有Memcache和memcached兩種名稱？其實Memcache是這個項目的名稱，而memcached是它服務器端的主程序文件名，知道我的意思了把~~~~。一個是項目名稱，一個是主程序文件名，在網(wǎng)上看到了很多人不明白，于是混用了。

Memcache的安裝

分為兩個過程：memcache服務器端的安裝和memcached客戶端的安裝。
所謂服務器端的安裝就是在服務器（一般都是linux系統(tǒng)）上安裝Memcache實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。
所謂客戶端的安裝就是指php（或者其他程序，Memcache還有其他不錯的api接口提供）去使用服務器端的Memcache提供的函數(shù)，需要php添加擴展。

PHP的Memcache

<?php
  //連接
  $mem = new Memcache;
  $mem->connect("db.nowamagic.net", );
  //保存數(shù)據(jù)
  $mem->set('key', 'This is first value', , );
  $val = $mem->get('key');
  echo "Get key value: " . $val ."<br />";
  //替換數(shù)據(jù)
  $mem->replace('key', 'This is replace value', , );
  $val = $mem->get('key');
  echo "Get key value: " . $val . "<br />";
  //保存數(shù)組
  $arr = array('aaa', 'bbb', 'ccc', 'ddd');
  $mem->set('key', $arr, , );
  $val = $mem->get('key');
  echo "Get key value: ";
  print_r($val);
  echo "<br />";
  //刪除數(shù)據(jù)
  $mem->delete('key');
  $val = $mem->get('key');
  echo "Get key value: " . $val . "<br />";
  //清除所有數(shù)據(jù)
  $mem->flush();
  $val = $mem->get('key');
  echo "Get key value: ";
  print_r($val);
  echo "<br />";
  //關(guān)閉連接
  $mem->close();
?>

如果正常的話，瀏覽器將輸出：

Get key value: This is first value
Get key value: This is replace value
Get key value: Array ( [] => aaa [] => bbb [] => ccc [] => ddd )
Get key value:
Get key value:

程序代碼分析

初始化一個Memcache的對象：$mem = new Memcache;
連接到我們的Memcache服務器端，第一個參數(shù)是服務器的IP地址，也可以是主機名，第二個參數(shù)是Memcache的開放的端口：$mem->connect("192.168.0.200", 12000);

保存一個數(shù)據(jù)到Memcache服務器上，第一個參數(shù)是數(shù)據(jù)的key，用來定位一個數(shù)據(jù)，第二個參數(shù)是需要保存的數(shù)據(jù)內(nèi)容，這里是一個字符串，第三個參數(shù)是一個標記，一般設置為0或者MEMCACHE_COMPRESSED就行了，第四個參數(shù)是數(shù)據(jù)的有效期，就是說數(shù)據(jù)在這個時間內(nèi)是有效的，如果過去這個時間，那么會被Memcache服務器端清除掉這個數(shù)據(jù)，單位是秒，如果設置為0，則是永遠有效，我們這里設置了60，就是一分鐘有效時間：$mem->set(‘key1‘, ‘This is first value', 0, 60);

從Memcache服務器端獲取一條數(shù)據(jù)，它只有一個參數(shù)，就是需要獲取數(shù)據(jù)的key，我們這里是上一步設置的key1，現(xiàn)在獲取這個數(shù)據(jù)后輸出輸出：

$val = $mem->get('key′);
echo "Get key value: " . $val;

現(xiàn)在是使用replace方法來替換掉上面key1的值，replace方法的參數(shù)跟set是一樣的，不過第一個參數(shù)key1是必須是要替換數(shù)據(jù)內(nèi)容的key，最后輸出了：

$mem->replace('key', 'This is replace value', , );
$val = $mem->get('key');
echo "Get key value: " . $val;

同樣的，Memcache也是可以保存數(shù)組的，下面是在Memcache上面保存了一個數(shù)組，然后獲取回來并輸出：

$arr = array('aaa', 'bbb', 'ccc', 'ddd');
$mem->set('key', $arr, , );
$val = $mem->get('key');
print_r($val);

現(xiàn)在刪除一個數(shù)據(jù)，使用delte接口，參數(shù)就是一個key，然后就能夠把Memcache服務器這個key的數(shù)據(jù)刪除，最后輸出的時候沒有結(jié)果：

$mem->delete('key');
$val = $mem->get('key');
echo "Get key value: " . $val . "<br />";

最后我們把所有的保存在Memcache服務器上的數(shù)據(jù)都清除，會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)都沒有了，最后輸出key2的數(shù)據(jù)為空，最后關(guān)閉連接：

$mem->flush();
$val = $mem->get('key');
echo "Get key value: ";
print_r($val);
echo "<br />";

Memcache的使用

使用Memcache的網(wǎng)站一般流量都是比較大的，為了緩解數(shù)據(jù)庫的壓力，讓Memcache作為一個緩存區(qū)域，把部分信息保存在內(nèi)存中，在前端能夠迅速的進行存取。那么一般的焦點就是集中在如何分擔數(shù)據(jù)庫壓力和進行分布式，畢竟單臺Memcache的內(nèi)存容量的有限的。我這里簡單提出我的個人看法，未經(jīng)實踐，權(quán)當參考。

分布式應用

Memcache本來支持分布式，我們客戶端稍加改造，更好的支持。我們的key可以適當進行有規(guī)律的封裝，比如以user為主的網(wǎng)站來說，每個用戶都有User ID，那么可以按照固定的ID來進行提取和存取，比如1開頭的用戶保存在第一臺Memcache服務器上，以2開頭的用戶的數(shù)據(jù)保存在第二胎Mecache服務器上，存取數(shù)據(jù)都先按照User ID來進行相應的轉(zhuǎn)換和存取。

但是這個有缺點，就是需要對User ID進行判斷，如果業(yè)務不一致，或者其他類型的應用，可能不是那么合適，那么可以根據(jù)自己的實際業(yè)務來進行考慮，或者去想更合適的方法。

減少數(shù)據(jù)庫壓力

這個算是比較重要的，所有的數(shù)據(jù)基本上都是保存在數(shù)據(jù)庫當中的，每次頻繁的存取數(shù)據(jù)庫，導致數(shù)據(jù)庫性能極具下降，無法同時服務更多的用戶，比如MySQL，特別頻繁的鎖表，那么讓Memcache來分擔數(shù)據(jù)庫的壓力吧。我們需要一種改動比較小，并且能夠不會大規(guī)模改變前端的方式來進行改變目前的架構(gòu)。

我考慮的一種簡單方法：

后端的數(shù)據(jù)庫操作模塊，把所有的Select操作提取出來（update/delete/insert不管），然后把對應的SQL進行相應的hash算法計算得出一個hash數(shù)據(jù)key（比如MD5或者SHA），然后把這個key去Memcache中查找數(shù)據(jù)，如果這個數(shù)據(jù)不存在，說明還沒寫入到緩存中，那么從數(shù)據(jù)庫把數(shù)據(jù)提取出來，一個是數(shù)組類格式，然后把數(shù)據(jù)在set到Memcache中，key就是這個SQL的hash值，然后相應的設置一個失效時間，比如一個小時，那么一個小時中的數(shù)據(jù)都是從緩存中提取的，有效減少數(shù)據(jù)庫的壓力。缺點是數(shù)據(jù)不實時，當數(shù)據(jù)做了修改以后，無法實時到前端顯示，并且還有可能對內(nèi)存占用比較大，畢竟每次select出來的數(shù)據(jù)數(shù)量可能比較巨大，這個是需要考慮的因素。

Memcache的安全

我們上面的Memcache服務器端都是直接通過客戶端連接后直接操作，沒有任何的驗證過程，這樣如果服務器是直接暴露在互聯(lián)網(wǎng)上的話是比較危險，輕則數(shù)據(jù)泄露被其他無關(guān)人員查看，重則服務器被入侵，因為Mecache是以root權(quán)限運行的，況且里面可能存在一些我們未知的bug或者是緩沖區(qū)溢出的情況，這些都是我們未知的，所以危險性是可以預見的。為了安全起見，我做兩點建議，能夠稍微的防止黑客的入侵或者數(shù)據(jù)的泄露。

內(nèi)網(wǎng)訪問

最好把兩臺服務器之間的訪問是內(nèi)網(wǎng)形態(tài)的，一般是Web服務器跟Memcache服務器之間。普遍的服務器都是有兩塊網(wǎng)卡，一塊指向互聯(lián)網(wǎng)，一塊指向內(nèi)網(wǎng)，那么就讓Web服務器通過內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)卡來訪問Memcache服務器，我們Memcache的服務器上啟動的時候就監(jiān)聽內(nèi)網(wǎng)的IP地址和端口，內(nèi)網(wǎng)間的訪問能夠有效阻止其他非法的訪問。

# memcached -d -m 1024 -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid

Memcache服務器端設置監(jiān)聽通過內(nèi)網(wǎng)的192.168.0.200的ip的11211端口，占用1024MB內(nèi)存，并且允許最大1024個并發(fā)連接。

設置防火墻

防火墻是簡單有效的方式，如果卻是兩臺服務器都是掛在網(wǎng)的，并且需要通過外網(wǎng)IP來訪問Memcache的話，那么可以考慮使用防火墻或者代理程序來過濾非法訪問。一般我們在Linux下可以使用iptables或者FreeBSD下的ipfw來指定一些規(guī)則防止一些非法的訪問，比如我們可以設置只允許我們的Web服務器來訪問我們Memcache服務器，同時阻止其他的訪問。

# iptables -F
# iptables -P INPUT DROP
# iptables -A INPUT -p tcp -s ... –dport  -j ACCEPT
# iptables -A INPUT -p udp -s ... –dport  -j ACCEPT

上面的iptables規(guī)則就是只允許192.168.0.2這臺Web服務器對Memcache服務器的訪問，能夠有效的阻止一些非法訪問，相應的也可以增加一些其他的規(guī)則來加強安全性，這個可以根據(jù)自己的需要來做。

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