使用memcached进行内存缓存

通常的网页缓存方式有动态缓存和静态缓存等几种,在ASP.NET中已经可以实现对页面局部进行缓存,而使用memcached的缓存比ASP.NET的局部缓存更加灵活,可以缓存任意的对象,不管是否在页面上输出。而memcached最大的优点是可以分布式的部署,这对于大规模应用来说也是必不可少的要求。
LiveJournal.com使用了memcached在前端进行缓存,取得了良好的效果,而像wikipedia,sourceforge等也采用了或即将采用memcached作为缓存工具。memcached可以大规模网站应用发挥巨大的作用。
Memcached是什么?
Memcached是高性能的,分布式的内存对象缓存系统,用于在动态应用中减少数据库负载,提升访问速度。
Memcached由Danga Interactive开发,用于提升LiveJournal.com访问速度的。LJ每秒动态页面访问量几千次,用户700万。Memcached将数据库负载大幅度降低,更好的分配资源,更快速访问。
如何使用memcached-Server端?
在服务端运行:
# ./memcached -d -m 2048 -l 10.0.0.40 -p 11211
这将会启动一个占用2G内存的进程,并打开11211端口用于接收请求。由于32位系统只能处理4G内存的寻址,所以在大于4G内存使用PAE的32位服务器上可以运行2-3个进程,并在不同端口进行监听。
如何使用memcached-Client端?
在应用端包含一个用于描述Client的Class后,就可以直接使用,非常简单。
PHP Example:
$options[“servers”] = array(“192.168.1.41:11211”, “192.168.1.42:11212”);
$options[“debug”] = false;
$memc = new MemCachedClient($options);
$myarr = array(“one”,”two”, 3);
$memc->set(“key_one”, $myarr);
$val = $memc->get(“key_one”);
print $val[0].”
“; // prints 'one‘
print $val[1].”
“; // prints 'two‘
print $val[2].”
“; // prints 3
为什么不使用数据库做这些?
暂且不考虑使用什么样的数据库(MS-SQL, Oracle, Postgres, MysQL-InnoDB, etc..), 实现事务(ACID,Atomicity, Consistency, Isolation, and Durability )需要大量开销,特别当使用到硬盘的时候,这就意味着查询可能会阻塞。当使用不包含事务的数据库(例如Mysql-MyISAM),上面的开销不存在,但读线程又可能会被写线程阻塞。
Memcached从不阻塞,速度非常快。
为什么不使用共享内存?
最初的缓存做法是在线程内对对象进行缓存,但这样进程间就无法共享缓存,命中率非常低,导致缓存效率极低。后来出现了共享内存的缓存,多个进程或者线程共享同一块缓存,但毕竟还是只能局限在一台机器上,多台机器做相同的缓存同样是一种资源的浪费,而且命中率也比较低。
Memcached Server和Clients共同工作,实现跨服务器分布式的全局的缓存。并且可以与Web Server共同工作,Web Server对CPU要求高,对内存要求低,Memcached Server对CPU要求低,对内存要求高,所以可以搭配使用。
Mysql 4.x的缓存怎么样?
Mysql查询缓存不是很理想,因为以下几点:
当指定的表发生更新后,查询缓存会被清空。在一个大负载的系统上这样的事情发生的非常频繁,导致查询缓存效率非常低,有的情况下甚至还不如不开,因为它对cache的管理还是会有开销。
在32位机器上,Mysql对内存的操作还是被限制在4G以内,但memcached可以分布开,内存规模理论上不受限制。
Mysql上的是查询缓存,而不是对象缓存,如果在查询后还需要大量其它操作,查询缓存就帮不上忙了。
如果要缓存的数据不大,并且查询的不是非常频繁,这样的情况下可以用Mysql 查询缓存,不然的话memcached更好。
数据库同步怎么样?
这里的数据库同步是指的类似Mysql Master-Slave模式的靠日志同步实现数据库同步的机制。
你可以分布读操作,但无法分布写操作,但写操作的同步需要消耗大量的资源,而且这个开销是随着slave服务器的增长而不断增长的。
下一步是要对数据库进行水平切分,从而让不同的数据分布到不同的数据库服务器组上,从而实现分布的读写,这需要在应用中实现根据不同的数据连接不同的数据库。
当这一模式工作后(我们也推荐这样做),更多的数据库导致更多的让人头疼的硬件错误。
Memcached可以有效的降低对数据库的访问,让数据库用主要的精力来做不频繁的写操作,而这是数据库自己控制的,很少会自己阻塞 自己。
Memcached快吗?
非常快,它使用libevent,可以应付任意数量打开的连接(使用epoll,而非poll),使用非阻塞网络IO,分布式散列对象到不同的服务器,查询复杂度是O(1)。
参考资料:
Distributed Caching with Memcached | Linux Journal
http://www.danga.com/
http://www.linuxjournal.com/article/7451

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