Memcache学习笔记
以下内容大部分来自网络,小部分是本人遇到的问题融合后的记录.
先贴一段涨姿势~
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。
Memcache官方网站：http://www.danga.com/memcached，更多详细的信息可以来这里了解
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的使用
使用Memcache的网站一般流量都是比较大的，为了缓解数据库的压力，让Memcache作为一个缓存区域，把部分信息保存在内存中，在前端能够迅速的进行存取。那么一般的焦点就是集中在如何分担数据库压力和进行分布式，毕竟单台Memcache的内存容量的有限的。我这里简单提出我的个人看法，未经实践，权当参考。
分布式应用
Memcache本来支持分布式，我们客户端稍加改造，更好的支持。我们的key可以适当进行有规律的封装，比如以user为主的网站来说，每个用户都有User ID，那么可以按照固定的ID来进行提取和存取，比如1开头的用户保存在第一台Memcache服务器上，以2开头的用户的数据保存在第二胎Mecache服务器上，存取数据都先按照User ID来进行相应的转换和存取。
但是这个有缺点，就是需要对User ID进行判断，如果业务不一致，或者其他类型的应用，可能不是那么合适，那么可以根据自己的实际业务来进行考虑，或者去想更合适的方法。
减少数据库压力
这个算是比较重要的，所有的数据基本上都是保存在数据库当中的，每次频繁的存取数据库，导致数据库性能极具下降，无法同时服务更多的用户，比如MySQL，特别频繁的锁表，那么让Memcache来分担数据库的压力吧。我们需要一种改动比较小，并且能够不会大规模改变前端的方式来进行改变目前的架构。
我考虑的一种简单方法：
后端的数据库操作模块，把所有的Select操作提取出来（update/delete/insert不管），然后把对应的SQL进行相应的hash算法计算得出一个hash数据key（比如MD5或者SHA），然后把这个key去Memcache中查找数据，如果这个数据不存在，说明还没写入到缓存中，那么从数据库把数据提取出来，一个是数组类格式，然后把数据在set到Memcache中，key就是这个SQL的hash值，然后相应的设置一个失效时间，比如一个小时，那么一个小时中的数据都是从缓存中提取的，有效减少数据库的压力。缺点是数据不实时，当数据做了修改以后，无法实时到前端显示，并且还有可能对内存占用比较大，毕竟每次select出来的数据数量可能比较巨大，这个是需要考虑的因素。
Memcache的安全
我们上面的Memcache服务器端都是直接通过客户端连接后直接操作，没有任何的验证过程，这样如果服务器是直接暴露在互联网上的话是比较危险，轻则数据泄露被其他无关人员查看，重则服务器被入侵，因为Mecache是以root权限运行的，况且里面可能存在一些我们未知的bug或者是缓冲区溢出的情况，这些都是我们未知的，所以危险性是可以预见的。为了安全起见，我做两点建议，能够稍微的防止黑客的入侵或者数据的泄露。
内网访问
最好把两台服务器之间的访问是内网形态的，一般是Web服务器跟Memcache服务器之间。普遍的服务器都是有两块网卡，一块指向互联网，一块指向内网，那么就让Web服务器通过内网的网卡来访问Memcache服务器，我们Memcache的服务器上启动的时候就监听内网的IP地址和端口，内网间的访问能够有效阻止其他非法的访问。
# memcached -d -m 1024 -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid
Memcache服务器端设置监听通过内网的192.168.0.200的ip的11211端口，占用1024MB内存，并且允许最大1024个并发连接
设置防火墙
防火墙是简单有效的方式，如果却是两台服务器都是挂在网的，并且需要通过外网IP来访问Memcache的话，那么可以考虑使用防火墙或者代理程序来过滤非法访问。
一般我们在Linux下可以使用iptables或者FreeBSD下的ipfw来指定一些规则防止一些非法的访问，比如我们可以设置只允许我们的Web服务器来访问我们Memcache服务器，同时阻止其他的访问。
# iptables -F
# iptables -P INPUT DROP
# iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT
# iptables -A INPUT -p udp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT
上面的iptables规则就是只允许192.168.0.2这台Web服务器对Memcache服务器的访问，能够有效的阻止一些非法访问，相应的也可以增加一些其他的规则来加强安全性，这个可以根据自己的需要来做。
如何在Windows平台下安装Memcached
那个memcached-tool是linux下用perl写的，我也没试过windows能不能用。后来发现个简单的办法可以做到，就是使用Telnet。
1、windows系统连接memcached端口 cmd命令行中键入telnet 192.168.1.1 11211 11211是memcached绑定的端口号。
2、连接上端口后输入 stats命令，即可得到描述Memcached服务器运行情况的参数。
Memcache服务器安全：
现在就关于修改memcache服务器配置的问题说明如下：
1>用内网ip的方式提供web应用服务器调用，不允许直接通过外网调用，如将memcache服务器放在192.168.1.55的服务器上
2>修改端口，如改为11200
3>分配内存，如分配1024M(1G内存)
方法如下：
1>开始>运行:CMD(确定)
2>cd C:\memcached（回车）
3>memcached -m 1024 -p 11200 -l 192.168.1.55(回车)
注意，此时命令行不会回到C:\memcached>状态，并且实际上memcache服务器悄悄变为stop状态了。此窗口不可以关闭。新开一个cmd窗口
4>开始>运行:CMD(确定)
5>cd C:\memcached（回车）
6>memcached -d start(回车)可以关闭此cmd窗口。
此时可以使用新配置的memcache服务器了。
上述方法虽然解决了修改默认配置的问题，但是始终会有一个cmd窗口不可以关闭，否则就回到11211端口的默认配置。
更好的解决方案是通过修改服务的注册表配置：
1>开始>运行：regedit(回车)
2>在注册表中找到：HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\memcached Server
3>默认的ImagePath键的值是："c:\memcached\memcached.exe" -d runservice，改为："c:\memcached\memcached.exe" -d runservice -m 512 -p 11200 -l 192.168.1.55（确定，关闭注册表）
4>我的电脑（右键）>管理>服务 找到memcache的服务，重新启动一次即可生效。
此时，同网段内的电脑仍然可以利用这台memcache服务器，我们限定指定的web应用服务器才能够使用，通过防火墙的方式。如只允许192.168.1.2这台Web服务器对Memcache服务器的访问，能够有效的阻止一些非法访问，相应的也可以增加一些其他的规则来加强安全性，这个可以根据自己的需要来做。
Memcache服务器端都是直接通过客户端连接后直接操作，没有任何的验证过程，这样如果服务器是直接暴露在互联网上的话是比较危险，轻则数据泄露被其他无关人员查看，重则服务器被入侵，因为Mecache是以root权限运行的，况且里面可能存在一些我们未知的bug或者是缓冲区溢出的情况，这些都是我们未知的，所以危险性是可以预见的。为了安全起见，我做两点建议，能够稍微的防止黑客的入侵或者数据的泄露。
内网访问
最好把两台服务器之间的访问是内网形态的，一般是Web服务器跟Memcache服务器之间。普遍的服务器都是有两块网卡，一块指向互联网，一块指向内网，那么就让Web服务器通过内网的网卡来访问Memcache服务器，我们Memcache的服务器上启动的时候就监听内网的IP地址和端口，内网间的访问能够有效阻止其他非法的访问。
# memcached -d -m 1024 -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid
Memcache服务器端设置监听通过内网的192.168.0.200的ip的11211端口，占用1024MB内存，并且允许最大1024个并发连接
设置防火墙
防火墙是简单有效的方式，如果却是两台服务器都是挂在网的，并且需要通过外网IP来访问Memcache的话，那么可以考虑使用防火墙或者代理程序来过滤非法访问。
一般我们在Linux下可以使用iptables或者FreeBSD下的ipfw来指定一些规则防止一些非法的访问，比如我们可以设置只允许我们的Web服务器来访问我们Memcache服务器，同时阻止其他的访问。
# iptables -F
# iptables -P INPUT DROP
# iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT
# iptables -A INPUT -p udp -s 192.168.0.2 –dport 11211 -j ACCEPT
上面的iptables规则就是只允许192.168.0.2这台Web服务器对Memcache服务器的访问，能够有效的阻止一些非法访问，相应的也可以增加一些其他的规则来加强安全性，这个可以根据自己的需要来做
Memcached的java客户端已经存在三种了：
? 官方提供的基于传统阻塞io由Greg Whalin维护的客户端
? Dustin Sallings实现的基于java nio的Spymemcached
? XMemcached
1. 三种API比较
1) memcached client for java
较早推出的memcached JAVA客户端API，应用广泛，运行比较稳定。
A simple, asynchronous, single-threaded memcached client written in java. 支持异步，单线程的memcached客户端，用到了java1.5版本的concurrent和nio，存取速度会高于前者，但是稳定性不好，测试中常 报timeOut等相关异常。
XMemcached同样是基于java nio的客户端，java nio相比于传统阻塞io模型来说，有效率高（特别在高并发下）和资源耗费相对较少的优点。传统阻塞IO为了提高效率，需要创建一定数量的连接形成连接 池，而nio仅需要一个连接即可（当然,nio也是可以做池化处理），相对来说减少了线程创建和切换的开销，这一点在高并发下特别明显。因此 XMemcached与Spymemcached在性能都非常优秀，在某些方面（存储的数据比较小的情况下）Xmemcached比 Spymemcached的表现更为优秀，具体可以看这个Java Memcached Clients Benchmark。
由于memcached client for java发布了新版本，性能上有所提高，并且运行稳定，所以建议使用memcached client for java。
XMemcached也使用得比较广泛，而且有较详细的中文API文档，具有如下特点：高性 能、支持完整的协议、支持客户端分布、允许设置节点权重、动态增删节点、支持JMX、与Spring框架和Hibernate-memcached的集 成、客户端连接池、可扩展性好等。
下面给出这三种客户端的示例程序。
3. 示例程序
1) memcached client for java
从前面介绍的Java环境的Memcached客户端程序项目网址里，下载最新版的客户端程 序包：java_memcached-release_2.5.1.zip，解压后，文件夹里找到java_memcached- release_2.5.1.jar，这个就是客户端的JAR包。将此JAR包添加到项目的构建路径里，则项目中，就可以使用Memcached了。
示例代码如下：
package temp;
import com.danga.MemCached.*;
import org.apache.log4j.*;
/**我测试的就是这种,测试通过,赞一个咯!~**/
public class CacheTest {
public static void main(String[] args) {
/**
* 初始化SockIOPool，管理memcached的连接池
* */
String[] servers = { "10.11.15.222:10000" };
SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance();
pool.setServers(servers);
pool.setFailover(true);
pool.setInitConn(10);
pool.setMinConn(5);
pool.setMaxConn(250);
pool.setMaintSleep(30);
pool.setNagle(false);
pool.setSocketTO(3000);
pool.setAliveCheck(true);
pool.initialize();
/**
* 建立MemcachedClient实例
* */
MemCachedClient memCachedClient = new MemCachedClient();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
/**
* 将对象加入到memcached缓存
* */
boolean success = memCachedClient.set("" + i, "Hello!");
/**
* 从memcached缓存中按key值取对象
* */
String result = (String) memCachedClient.get("" + i);
System.out.println(String.format("set( %d ): %s", i, success));
System.out.println(String.format("get( %d ): %s", i, result));
}
}
}
spymemcached当前版本是2.5版本，官方网址是：http://code.google.com/p/spymemcached/。可以从地址：http://spymemcached.googlecode.com/files/memcached-2.5.jar 下载最新版本来使用。
示例代码如下：
package temp;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.Future;
import net.spy.memcached.MemcachedClient;
public class TestSpyMemcache {
public static void main(String[] args) {
// 保存对象
try {
/* 建立MemcachedClient 实例，并指定memcached服务的IP地址和端口号 */
MemcachedClient mc = new MemcachedClient(new InetSocketAddress("10.11.15.222", 10000));
Future<Boolean> b = null;
/* 将key值，过期时间(秒)和要缓存的对象set到memcached中 */
b = mc.set("neea:testDaF:ksIdno", 900, "someObject");
if (b.get().booleanValue() == true) {
mc.shutdown();
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
// 取得对象
try {
/* 建立MemcachedClient 实例，并指定memcached服务的IP地址和端口号 */
MemcachedClient mc = new MemcachedClient(new InetSocketAddress("10.11.15.222", 10000));
/* 按照key值从memcached中查找缓存，不存在则返回null */
Object b = mc.get("neea:testDaF:ksIdno");
System.out.println(b.toString());
mc.shutdown();
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
Xmemcached的官方网址是：http://code.google.com/p/xmemcached/，可以从其官网上下载最新版本的1.2.4来使用。地址是：http://xmemcached.googlecode.com/files/xmemcached-1.2.4-src.tar.gz 。
示例代码如下：
package temp;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
import net.rubyeye.xmemcached.utils.AddrUtil;
import net.rubyeye.xmemcached.MemcachedClient;
import net.rubyeye.xmemcached.MemcachedClientBuilder;
import net.rubyeye.xmemcached.XMemcachedClientBuilder;
import net.rubyeye.xmemcached.exception.MemcachedException;
public class TestXMemcache {
public static void main(String[] args) {
MemcachedClientBuilder builder = new XMemcachedClientBuilder(AddrUtil
.getAddresses("10.11.15.222:10000"));
MemcachedClient memcachedClient;
try {
memcachedClient = builder.build();
memcachedClient.set("hello", 0, "Hello,xmemcached");
String value = memcachedClient.get("hello");
System.out.println("hello=" + value);
memcachedClient.delete("hello");
value = memcachedClient.get("hello");
System.out.println("hello=" + value);
// close memcached client
memcachedClient.shutdown();
} catch (MemcachedException e) {
System.err.println("MemcachedClient operation fail");
e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
System.err.println("MemcachedClient operation timeout");
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
// ignore
}catch (IOException e) {
System.err.println("Shutdown MemcachedClient fail");
e.printStackTrace();
}
}
}
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