基于LNMP网站平台，测试增加memcached缓存系统后网站访问效果

zuoyang1990 • • Linux干货

LNMP安装教程链接:22-love cat 17周博客作业第2部分-构建一个LVS-DR模型的高性能集群

memcached 安装及测试效果

一、概念

    memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高动态、数据库驱动网站的速度。Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。其守护进程（daemon ）是用C写的，但是客户端可以用任何语言来编写，并通过memcached协议与守护进程通信。

    memcached是一套分布式的快取系统，当初是Danga Interactive为了LiveJournal所发展的，但被许多软件（如MediaWiki）所使用。这是一套开放源代码软件，以BSD license授权协议发布。(以上概念介绍引用百度百科)

适用memcached的场景：

    分布式应用。由于memcached本身基于分布式的系统，所以尤其适合大型的分布式系统。

    数据库前段缓存。数据库常常是网站系统的瓶颈。数据库的大并发量访问，常常造成网站内存溢出。当然我们也可以使用Hibernate的缓存机制。但memcached是基于分布式的，并可独立于网站应用本身，所以更适合大型网站进行应用的拆分。

    服务器间数据共享。举例来讲，我们将网站的登录系统、查询系统拆分为两个应用，放在不同的服务器上，并进行集群，那这个时候用户登录后，登录信息如何从登录系统服务器同步到查询系统服务器呢？这时候，我们便可以使用memcached，登录系统将登录信息缓存起来，查询系统便可以获得登录信息，就像获取本地信息一样。

不适用memcached的场景：

    那些不需要“分布”的，不需要共享的，或者干脆规模小到只有一台服务器的应用，memcached不会带来任何好处，相反还会拖慢系统效率，因为网络连接同样需要资源。

二、安装memcached

[root@php-server ~]# yum install -y memcached.x86_64     #yum安装memcached
[root@php-server ~]# yum info memcached                  #列出memcached的rpm包信息 
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * atomic: mirrors.neusoft.edu.cn
 * base: centos.ustc.edu.cn
 * epel: mirror01.idc.hinet.net
 * extras: centos.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.sina.cn
 * webtatic: us-east.repo.webtatic.com
Installed Packages
Name        : memcached
Arch        : x86_64
Version     : 1.4.24
Release     : 5.el6.art
Size        : 200 k
Repo        : installed
From repo   : atomic
Summary     : High Performance, Distributed Memory Object Cache
URL         : http://www.memcached.org/
License     : BSD
Description : memcached is a high-performance, distributed memory object caching
            : system, generic in nature, but intended for use in speeding up dynamic
            : web applications by alleviating database load.  #这就是为什么memcached可以减轻databases的原因  [root@php-server ~]# rpm -ql memcached                   #安装完memcached后，我们看下文件
/etc/rc.d/init.d/memcached                               #启动脚步
/etc/sysconfig/memcached                                 #配置文件
/usr/bin/memcached                                       #主程序文件目录位置
/usr/bin/memcached-tool                                  #工具程序文件目录位置
/usr/share/doc/memcached-1.4.24                          #后面的就不介绍了
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/AUTHORS
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/CONTRIBUTORS
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/COPYING
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/ChangeLog
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/NEWS
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/new_lru.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/protocol.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/readme.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/threads.txt
/usr/share/man/man1/memcached.1.gz
/var/run/memcached
[root@php-server ~]# cat /etc/sysconfig/memcached 
PORT="11211"                                            #memcached监听在哪个端口上
USER="memcached"                                        #运行memcached进程的用户
MAXCONN="1024"                                          #最大连接数
CACHESIZE="64"                                          #缓存大小(实际生产不会只有64M)
OPTIONS=""                                              #其他选项
[root@php-server ~]# service memcached start            #启动memcached服务
Starting memcached:                                        [  OK  ]
[root@php-server ~]# netstat -tunlp |grep memcached     
tcp        0      0 0.0.0.0:11211               0.0.0.0:*                   LISTEN      1672/memcached      
tcp        0      0 :::11211                    :::*                        LISTEN      1672/memcached      
udp        0      0 0.0.0.0:11211               0.0.0.0:*                               1672/memcached      
udp        0      0 :::11211                    :::*                                    1672/memcache

三、memcached命令介绍

常用命令含义说明，如下表所示：

选项

含义说明
-d 指定memcached进程作为一个守护进程启动
-m <num> 指定分配给memcached使用的内存，单位是MB，默认为64；
-u <username> 运行memcached的用户
-l <ip_addr> 监听的服务器IP地址，如果有多个地址的话，使用逗号分隔，格式可以为“IP地址:端口号”，例如：-l 指定192.168.0.184:19830,192.168.0.195:13542；端口号也可以通过-p选项指定
-p <num> Listen on TCP port <num>, the default is port 11211.
-c <num> 设置最大运行的并发连接数，默认是1024
-R <num> 为避免客户端饿死（starvation），对连续达到的客户端请求数设置一个限额，如果超过该设置，会选择另一个连接来处理请求，默认为20
-k 设置锁定所有分页的内存，对于大缓存应用场景，谨慎使用该选项
-P 保存memcached进程的pid文件
-s <file> 指定Memcached用于监听的UNIX socket文件
-a <perms> 设置-s选项指定的UNIX socket文件的权限
-U <num> Listen on UDP port <num>, the default is port 11211, 0 is off.
-M 当内存使用超出配置值时，禁止自动清除缓存中的数据项，此时Memcached不可以，直到内存被释放
-r 设置产生core文件大小
-f <factor> 用于计算缓存数据项的内存块大小的乘数因子，The default is 1.25.
-n 为缓存数据项的key、value、flag设置最小分配字节数，默认是48
-C Disable the use of CAS (and reduce the per-item size by 8 bytes).
-h 显示Memcached版本和摘要信息
-v 输出警告和错误信息
-vv 打印信息比-v更详细：不仅输出警告和错误信息，也输出客户端请求和响应信息
-i 打印libevent和Memcached的licenses信息
-t <threads> 处理用于请求的线程数，The default is 4.
-D <char> 用于统计报告中Key前缀和ID之间的分隔符，默认是冒号“:”
-L 尝试使用大内存分页（pages）
-B <proto> 指定使用的协议，默认行为是自动协商（autonegotiate），可能使用的选项有auto、ascii、binary。
-I <size> 覆盖默认的STAB页大小，默认是1M
-F 禁用flush_all命令
-o <options> 指定逗号分隔的选项，一般用于用于扩展或实验性质的选项

stats命令

STAT pid 22362    //memcache服务器的进程ID  
STAT uptime 1469315    //服务器已经运行的秒数
STAT time 1339671194    //服务器当前的unix时间戳
STAT version 1.4.9    //memcache版本
STAT libevent 1.4.9-stable    //libevent版本
STAT pointer_size 64    //当前操作系统的指针大小（32位系统一般是32bit,64就是64位操作系统）
STAT rusage_user 3695.485200    //进程的累计用户时间
STAT rusage_system 14751.273465    //进程的累计系统时间
STAT curr_connections 69    //服务器当前存储的items数量
STAT total_connections 855430    //从服务器启动以后存储的items总数量
STAT connection_structures 74    //服务器分配的连接构造数
STAT reserved_fds 20    //
STAT cmd_get 328806688    //get命令（获取）总请求次数
STAT cmd_set 75441133    //set命令（保存）总请求次数  
STAT cmd_flush 34    //flush命令请求次数
STAT cmd_touch 0    //touch命令请求次数
STAT get_hits 253547177    //总命中次数
STAT get_misses 75259511    //总未命中次数
STAT delete_misses 4    //delete命令未命中次数
STAT delete_hits 565730    //delete命令命中次数
STAT incr_misses 0    //incr命令未命中次数
STAT incr_hits 0    //incr命令命中次数
STAT decr_misses 0    //decr命令未命中次数
STAT decr_hits 0    //decr命令命中次数
STAT cas_misses 0    //cas命令未命中次数
STAT cas_hits 0        //cas命令命中次数
STAT cas_badval 0    //使用擦拭次数
STAT touch_hits 0    //touch命令未命中次数
STAT touch_misses 0    //touch命令命中次数
STAT auth_cmds 0    //认证命令处理的次数
STAT auth_errors 0    //认证失败数目
STAT bytes_read 545701515844        //总读取字节数（请求字节数）
STAT bytes_written 1649639749866    //总发送字节数（结果字节数）
STAT limit_maxbytes 2147483648        //分配给memcache的内存大小（字节）
STAT accepting_conns 1            //服务器是否达到过最大连接（0/1）
STAT listen_disabled_num 0    //失效的监听数
STAT threads 4        //当前线程数
STAT conn_yields 14    //连接操作主动放弃数目
STAT hash_power_level 16    //
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT expired_unfetched 30705763
STAT evicted_unfetched 0
STAT bytes 61380700    //当前存储占用的字节数
STAT curr_items 28786    //当前存储的数据总数
STAT total_items 75441133    //启动以来存储的数据总数
STAT evictions 0    //为获取空闲内存而删除的items数（分配给memcache的空间用满后需要删除旧的items来得到空间分配给新的items)
STAT reclaimed 39957976    //已过期的数据条目来存储新数据的数目
END

上面给出了各个统计项的含义说明，不再累述，stats命令有几个二级子项，说明如下表所示：

命令 含义说明
stats slabs 显示各个slab的信息，包括chunk的大小、数目、使用情况等
stats items 显示各个slab中item的数目和最老item的年龄（最后一次访问距离现在的秒数）
stats detail [on|off|dump] 设置或者显示详细操作记录；
参数为on，打开详细操作记录；
参数为off，关闭详细操作记录；
参数为dump，显示详细操作记录（每一个键值get、set、hit、del的次数）
stats malloc 打印内存分配信息
stats sizes 打印缓存使用信息
stats reset 重置统计信息

下面的命令，我们通过表格的形式说明，如下表所示：

命令 用法格式 含义说明 示例
get get <key>*\r\n 用于获取缓存的数据，键为key。 get name
VALUE name 0 7
shirdrn
END
gets gets <key>*\r\n 用于获取缓存的数据，键为一组key。 gets name hobby
VALUE name 1 7
1234567
VALUE hobby 0 25
tenis basketball football
END
set set <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 向缓存中存储数据，不管key对应的值存在与否，都设置key对应的值。 set name 0 1800 7
shirdrn
STORED
get name
VALUE name 0 7
shirdrn
END
touch touch <key> <exptime> [noreply]\r\n 更新缓存中key对应的值的过期时间。 touch name 1800
delete delete <key> [<time>] [noreply]\r\n 给定键key，删除缓存中key对应的数据。 delete name 60
add add <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 向缓存中存储数据，只有key对应的值不存在时，才会设置key对应的值。 add hobby 0 1800 10
basketball
STORED
get hobby

VALUE hobby 0 10
basketball
END
replace replace <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 覆盖一个已经存在Key及其对应的Value，替换一定要保证替换后的值的长度原始长度相同，否则replace失败。 get name
VALUE name 0 7
shirdrn
END
replace name 0 1800 7
youak47
STORED
get name
VALUE name 0 7
youak47
END
append append <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 在一个已经存在的数据值（value）上追加，是在数据值的后面追加。 get hobby
VALUE hobby 0 10
basketball
END
append hobby 0 1800 9
football
STORED
get hobby
VALUE hobby 0 19
basketball football
END
prepend prepend <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 在一个已经存在的数据值（value）上追加，是在数据值的前面追加。 get hobby
VALUE hobby 0 19
basketball football
END
prepend hobby 0 1800 6
tenis
STORED
get hobby
VALUE hobby 0 25
tenis basketball football
END
incr incr <key> <value> [noreply]\r\n 计数命令，可以在原来已经存在的数字上进行累加求和，计算并存储新的数值。 set active_users 0 1000000 7
1000000
STORED
get active_users
VALUE active_users 0 7
1000000
END
incr active_users 99
1000099
decr decr <key> <value> [noreply]\r\n 计数命令，可以在原来已经存在的数字上进行减法计算，计算并存储新的数值。 get active_users
VALUE active_users 0 7
1000099
END
decr active_users 3456
996643
flush_all flush_all [<time>] [noreply]\r\n 使缓存中的数据项失效，可选参数是在多少秒后失效。 flush_all 1800
version version\r\n 返回Memcached服务器的版本信息。 version
quit quit\r\n 退出telnet终端。 quit

memcached默认没有认证机制，但可借助于SASL进行认证；

PHP有两种Memcached扩展，老一点的叫memcache，新一点的叫memcached：

1、php-pecl-memcache.x86_64                   3.0.8-3.el6.art              atomic  

[root@php-server ~]# yum info php-pecl-memcache.x86_64
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * atomic: mirrors.neusoft.edu.cn
 * base: centos.ustc.edu.cn
 * epel: mirror01.idc.hinet.net
 * extras: centos.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.sina.cn
 * webtatic: us-east.repo.webtatic.com
Available Packages
Name        : php-pecl-memcache
Arch        : x86_64
Version     : 3.0.8
Release     : 3.el6.art
Size        : 83 k
Repo        : atomic
Summary     : Extension to work with the Memcached caching daemon
URL         : http://pecl.php.net/package/memcache
License     : PHP
Description : Memcached is a caching daemon designed especially for
            : dynamic web applications to decrease database load by
            : storing objects in memory.
            : 
            : This extension allows you to work with memcached through
            : handy OO and procedural interfaces.
            : 
            : Memcache can be used as a PHP session handler.

2、php-pecl-memcached.x86_64                  2.1.0-9.el6.art              atomic

[root@php-server ~]# yum info php-pecl-memcached.x86_64
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * atomic: mirrors.neusoft.edu.cn
 * base: centos.ustc.edu.cn
 * epel: mirror01.idc.hinet.net
 * extras: centos.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.yun-idc.com
 * webtatic: us-east.repo.webtatic.com
Available Packages
Name        : php-pecl-memcached
Arch        : x86_64
Version     : 2.1.0
Release     : 9.el6.art
Size        : 55 k
Repo        : atomic
Summary     : Extension to work with the Memcached caching daemon
URL         : http://pecl.php.net/package/memcached
License     : PHP and MIT
Description : This extension uses libmemcached library to provide API for communicating
            : with memcached servers.
            : 
            : memcached is a high-performance, distributed memory object caching system,
            : generic in nature, but intended for use in speeding up dynamic web
            : applications by alleviating database load.
            : 
            : It also provides a session handler (memcached).

    libmemcached 是一个 memcached 的库，客户端库，C 和 C++ 语言实现的客户端库，具有低内存占用率、线程安全、并提供对memcached功能的全面支持，下面我们安装libmemcached.x86_64：

[root@php-server ~]# yum install -y libmemcached.x86_64 
[root@php-server ~]# rpm -ql libmemcached     #不一一举例，只举例memstat
/usr/bin/memaslap
/usr/bin/memcapable
/usr/bin/memcat
/usr/bin/memcp
/usr/bin/memdump
/usr/bin/memerror
/usr/bin/memexist
/usr/bin/memflush                   
/usr/bin/memparse
/usr/bin/memping
/usr/bin/memrm
/usr/bin/memslap
/usr/bin/memstat                   
/usr/bin/memtouch
/usr/lib64/libhashkit.so.2
/usr/lib64/libhashkit.so.2.0.0
/usr/lib64/libmemcached.so.11
/usr/lib64/libmemcached.so.11.0.0
/usr/lib64/libmemcachedprotocol.so.0
/usr/lib64/libmemcachedprotocol.so.0.0.0
/usr/lib64/libmemcachedutil.so.2
/usr/lib64/libmemcachedutil.so.2.0.0
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/AUTHORS
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/COPYING
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/ChangeLog
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/README
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/THANKS
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/TODO
/usr/share/man/man1/memaslap.1.gz
/usr/share/man/man1/memcapable.1.gz
/usr/share/man/man1/memcat.1.gz
/usr/share/man/man1/memcp.1.gz
/usr/share/man/man1/memdump.1.gz
/usr/share/man/man1/memerror.1.gz
/usr/share/man/man1/memexist.1.gz
/usr/share/man/man1/memflush.1.gz
/usr/share/man/man1/memparse.1.gz
/usr/share/man/man1/memping.1.gz
/usr/share/man/man1/memrm.1.gz
/usr/share/man/man1/memslap.1.gz
/usr/share/man/man1/memstat.1.gz
/usr/share/man/man1/memtouch.1.gz
[root@php-server ~]# memstat --help
memstat v1.0

	Output the state of a memcached cluster.

Current options. A '=' means the option takes a value.

	 --args=
		Argument for statistics
	 --version 
		Display the version of the application and then exit.
	 --help 
		Display this message and then exit.
	 --quiet 
		stderr and stdin will be closed at application startup.
	 --verbose 
		Give more details on the progression of the application.
	 --binary 
		Switch to binary protocol.
	 --debug 
		Provide output only useful for debugging.
	 --server-version 
		Memcached daemon software version
	 --servers=
		List which servers you wish to connect to.
	 --analyze=
		Analyze the provided servers.
	 --username=
		Username to use for SASL authentication
	 --password=
		Password to use for SASL authentication

[root@php-server ~]# memstat --servers=127.0.0.1
Server: 127.0.0.1 (11211)
	 pid: 1672
	 uptime: 3347
	 time: 1471763883
	 version: 1.4.24
	 libevent: 1.4.13-stable
	 pointer_size: 64
	 rusage_user: 0.042993
	 rusage_system: 0.055991
	 curr_connections: 10
	 total_connections: 14
	 connection_structures: 11
	 reserved_fds: 20
	 cmd_get: 0
	 cmd_set: 0
	 cmd_flush: 0
	 cmd_touch: 0
	 get_hits: 0
	 get_misses: 0
	 delete_misses: 0
	 delete_hits: 0
	 incr_misses: 0
	 incr_hits: 0
	 decr_misses: 0
	 decr_hits: 0
	 cas_misses: 0
	 cas_hits: 0
	 cas_badval: 0
	 touch_hits: 0
	 touch_misses: 0
	 auth_cmds: 0
	 auth_errors: 0
	 bytes_read: 9754
	 bytes_written: 1435
	 limit_maxbytes: 67108864
	 accepting_conns: 1
	 listen_disabled_num: 0
	 threads: 4
	 conn_yields: 0
	 hash_power_level: 16
	 hash_bytes: 524288
	 hash_is_expanding: 0
	 malloc_fails: 0
	 bytes: 0
	 curr_items: 0
	 total_items: 0
	 expired_unfetched: 0
	 evicted_unfetched: 0
	 evictions: 0
	 reclaimed: 0
	 crawler_reclaimed: 0
	 crawler_items_checked: 0
	 lrutail_reflocked: 0

LB Cluster保持会话的方法：

    session sticky
    session cluster
    session server

四、为php安装memcached扩展

    php有两个版本的memcached客户端，这里介绍memcached这个是新版的客户端是基于libmemcached，所以必须要安装libmemcached,命令为：

[root@php-server ~]# yum install -y php-pecl-memcached.x86_64
[root@php-server ~]# ll /usr/lib64/php/modules/               #将memcached.so信息添加到php.ini
total 5980
-rwxr-xr-x 1 root root  241589 Jun 10 00:34 curl.so
-rwxr-xr-x 1 root root 3153493 Jun 10 00:34 fileinfo.so
-rwxr-xr-x 1 root root   42480 Feb 11  2016 igbinary.so
-rwxr-xr-x 1 root root  150412 Jun 10 00:34 json.so
-rwxr-xr-x 1 root root  147183 Jun 10 00:34 mcrypt.so
-rwxr-xr-x 1 root root   86984 Aug  2  2013 memcached.so
-rwxr-xr-x 1 root root  861233 Jun 10 00:34 phar.so
-rwxr-xr-x 1 root root 1428036 Jun 10 00:34 zip.so
[root@php-server ~]# wget  
[root@php-server ~]# tar -xvf memcache-2.2.7.tgz
[root@php-server ~]# cd memcache-2.2.7
[root@php-server memcache-2.2.7]# ./configure --enable-memcache --with-php-config=/opt/application/php/bin/php-config
[root@php-server memcache-2.2.7]# make;make install
[root@php-server memcache-2.2.7]# vim /etc/php.ini    #修改php.ini配置文件
extension_dir = "/opt/application/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/"
extension = "memcache.so"
[root@php-server memcache-2.2.7]# service php-fpm restart
Gracefully shutting down php-fpm . done
Starting php-fpm  done
或者：
[root@php-server memcache-2.2.7]# cp /opt/application/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/* /opt/application/php/lib/php/extensions/
[root@php-server memcache-2.2.7]# vim /etc/php.ini
extension = "memcache.so"

打开php探针网页：

blob.png

测试memcached

[root@php-server ~]# telnet 192.168.2.214 11211
STAT pid 20439  —— Memcached 进程的ID
STAT uptime 179982 —— 进程运行时间
STAT time 1471773767 ——当前时间
STAT version 1.4.24
STAT libevent 1.4.13-stable
STAT pointer_size 32
STAT rusage_user 21.916668
STAT rusage_system 40.576831
STAT curr_connections 11
STAT total_connections 329
STAT connection_structures 23
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 2363348 —— 总共获取数据的次数（等于 get_hits + get_misses ）
STAT cmd_set 279971 —— 总共设置数据的次数
STAT cmd_flush 0
STAT cmd_touch 0
STAT get_hits 2286284 —— 命中了多少次数据，也就是从 Memcached 缓存中成功获取数据的次数
STAT get_misses 77064 —— 没有命中的次数
STAT delete_misses 30803
STAT delete_hits 48876
STAT incr_misses 0
STAT incr_hits 0
STAT decr_misses 0
STAT decr_hits 0
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 574591015
STAT bytes_written 4353057466
STAT limit_maxbytes 67108864 —— 总的存储大小，默认为 64M
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 4
STAT conn_yields 0
STAT hash_power_level 16
STAT hash_bytes 262144
STAT hash_is_expanding 0
STAT bytes 4717345 —— 当前所用存储大小
STAT curr_items 5654
STAT total_items 58461
STAT expired_unfetched 17
STAT evicted_unfetched 0
STAT evictions 0
STAT reclaimed 49
END

用python测试memcached

[root@php-server ~]# more python-memcached.py 
#!/usr/bin/env python
import memcache
mc = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'], debug=1)

mc.set("some_key", "Some value")
value = mc.get("some_key")
print value

mc.set("another_key", 3)
mc.delete("another_key")

mc.set("key", "1")   # note that the key used for incr/decr must be a string.
mc.incr("key")
mc.decr("key")
[root@php-server ~]# python python-memcached.py 
Some value

还可以用memadmin工具

blob.png

原创文章，作者：zuoyang1990，如若转载，请注明出处：http://www.178linux.com/38301

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