Memcached是一款开源、高性能、分布式内存对象缓存系统，可应用各种需要缓存的场景，其主要目的是通过降低对Database的访问来加速web应用程序。它是一个基于内存的“键值对”存储，用于存储数据库调用、API调用或页面引用结果的直接数据，如字符串、对象等。
Memcached现已成为mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等众多服务中提高Web应用扩展性的重要因素。
Memcached有以特点
1. 简单key/value存储：服务器不关心数据本身的意义及结构，只要是可序列化数据即可。存储项由“键、过期时间、可选的标志及数据”四个部分组成；
2. 功能的实现一半依赖于客户端，一半基于服务器端：客户负责发送存储项至服务器端、从服务端获取数据以及无法连接至服务器时采用相应的动作；服务端负责接收、存储数据，并负责数据项的超时过期；
3. 各服务器间彼此无视：不在服务器间进行数据同步；
4. O(1)的执行效率
5. 清理超期数据：默认情况下，Memcached工作在Lazy模式下，是一个LRU(最近最少使用）缓存，同时，它按事先预订的时长清理超期数据；但事实上，memcached不会删除任何已缓存数据，只是在其过期之后不再为客户所见；而且，memcached也不会真正按期限清理缓存，而仅是当get命令到达时检查其时长；但是键一旦过期，则再次查询不会返回结果
Memcached虽然是一个键值存储server,但是它本身无法决定缓存那些数据，而是由客户端决定的键名，键值，缓存时长，标志位等
Memcached可以基于文本或者二进制上传和下载数据
Memcached将所有数据缓存再自己的内存中，并不会进行持久存储，且它认为自己也仅仅是一个缓存server,其上的数据丢失并不影响原数据，仅仅对服务有所影响
不同的memcached服务器之间不能进行通信，也不监控对方心跳信息，client端可以根据调度器如Nginx、haproxy、lvs等基于持久连接将数据缓存在多台memcached上（为了能够保证始终能够在同一个memcached找到同一个键，就需要对键做哈希运算，如将键做一定运算后/memcached的个数，再取余，根据余数将其存储在固定memcached服务器上，这样只要知道键一计算，就可以知道它在哪个server上存着；但这个取余法有个致命缺陷就是，万一挂掉或多了一个memcached服务器，其同一个键取余结果就会改变，就再也不能根据原来计算方法找到其对应的键值，即所有memcached上的缓存都失效）
这时就可以使用一致性哈希运算：1到2^32之间取几个对应区间对应每台服务器，然后对键/2^32取余，然后根据余数顺时针找最近服务器进行缓存，这样一旦挂了或加了一个memcached其结果也只让一台服务器上的缓存失效
Memcached有两个很重要组件：
1：buddy system(伙伴系统）为了保证内存中的空间连续可用buddy system会将临近的空间碎片合并为一个大的连续空间，避免了内存碎片的产生
2：slab allocator：当要存储小于内存页面大小（4K）数据时如存储一个128字节的数据，为了节省空间，slab allocator会将一个4K的内存页提前划分为许多128字节的块，将其存在里面，然后标记此块已近使用，而数据释放后也不会销毁这个128字节的块，会提供给以后的数据存储使用。并且slab allocator slab为不同大小的数据结构提前准备各种不同大小的内存块，存储时选择与它大小最近，且比它大的块进行存储，这样就提高了内存的利用效率
memcached依赖于libevent API，因此要事先安装之，项目主页：http://libevent.org/，且memcached是基于Event_Driven（事件驱动）的I/O机制，而event_driven是由libevent这个库提供的
[[email protected] libevent-2.0.22-stable]# ./configure --prefix=/usr/local/libevent
[[email protected] libevent-2.0.22-stable]# make && make install
[[email protected] local]# echo "/usr/local/libevent/lib/" > /etc/ld.so.conf.d/libevent.conf
[[email protected] local]# ldconfig -v
[[email protected] ~]# yum install -y cyrus-sasl-devel
装memcached的服务端memcached memcached官网www.memcached,org
[[email protected] tool]# tar memcached-1.4.33.tar.gz
[[email protected] tool]# cd memcached-1.4.33
[[email protected] memcached-1.4.33]# ./configure --enable-sasl --prefix=/usr/local/memcached --with-libevent=/usr/local/libevent
[[email protected] memcached-1.4.33]# make && make install
-l <ip_addr>：指定进程监听的地址；
-d: 以服务模式运行；
-u <username>：以指定的用户身份运行memcached进程；
-m <num>：用于缓存数据的最大内存空间，单位为MB，默认为64MB；
-c <num>：最大支持的并发连接数，默认为1024；
-p <num>: 指定监听的TCP端口，默认为11211；
-U <num>：指定监听的UDP端口，默认为11211，0表示关闭UDP端口；
-t <threads>：用于处理入站请求的最大线程数，仅在memcached编译时开启了支持线程才有效；
-f <num>：设定Slab Allocator定义预先分配内存空间大小固定的块时使用的增长因子；
-M：当内存空间不够使用时返回错误信息，而不是按LRU算法利用空间；
-n: 指定最小的slab chunk大小；单位是字节；
-S: 启用sasl进行用户认证；
建立一个内存空间大小128M，slab chunk大小从20字节开始、增长因子为1.25、以nobody身份运行的memcache缓存空间，且显示详细过程
[[email protected] init.d]# /usr/local/memcached/bin/memcached -m 128 -n 20 -f 1.25 -vv -u nobody
slab class 1: chunk size 72 perslab 14563
slab class 2: chunk size 96 perslab 10922
slab class 3: chunk size 120 perslab 8738
slab class 4: chunk size 152 perslab 6898
slab class 5: chunk size 192 perslab 5461
slab class 6: chunk size 240 perslab 4369
slab class 7: chunk size 304 perslab 3449
slab class 8: chunk size 384 perslab 2730
slab class 9: chunk size 480 perslab 2184
slab class 10: chunk size 600 perslab 1747
slab class 11: chunk size 752 perslab 1394
slab class 12: chunk size 944 perslab 1110
slab class 13: chunk size 1184 perslab 885
slab class 14: chunk size 1480 perslab 708
slab class 15: chunk size 1856 perslab 564
slab class 16: chunk size 2320 perslab 451
slab class 17: chunk size 2904 perslab 361
slab class 18: chunk size 3632 perslab 288
slab class 19: chunk size 4544 perslab 230
slab class 20: chunk size 5680 perslab 184
slab class 21: chunk size 7104 perslab 147
slab class 22: chunk size 8880 perslab 118
slab class 23: chunk size 11104 perslab 94
slab class 24: chunk size 13880 perslab 75
slab class 25: chunk size 17352 perslab 60
slab class 26: chunk size 21696 perslab 48
slab class 27: chunk size 27120 perslab 38
slab class 28: chunk size 33904 perslab 30
slab class 29: chunk size 42384 perslab 24
slab class 30: chunk size 52984 perslab 19
slab class 31: chunk size 66232 perslab 15
slab class 32: chunk size 82792 perslab 12
slab class 33: chunk size 103496 perslab 10
slab class 34: chunk size 129376 perslab 8
slab class 35: chunk size 161720 perslab 6
slab class 36: chunk size 202152 perslab 5
slab class 37: chunk size 252696 perslab 4
slab class 38: chunk size 315872 perslab 3
slab class 39: chunk size 394840 perslab 2
slab class 40: chunk size 493552 perslab 2
slab class 41: chunk size 616944 perslab 1
slab class 42: chunk size 771184 perslab 1
slab class 43: chunk size 1048576 perslab 1
从显示的信息可以看到slab chunk的最小值系统默认为72个字节，按1.25倍增长到了1048576大小
[[email protected] init.d]# netstat -tunlp |grep memcached
tcp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* LISTEN 9268/memcached
tcp 0 0 :::11211 :::* LISTEN 9268/memcached
udp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* 9268/memcached
udp 0 0 :::11211 :::* 9268/memcached
可以看到监听在tcp和udp的11211端口
[[email protected] xinetd.d]# telnet localhost 11211
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is ‘^]‘.
stats
STAT pid 9268
STAT uptime 1483
STAT time 1482739946
STAT version 1.4.33
STAT libevent 1.4.13-stable
STAT pointer_size 64
STAT rusage_user 0.209968
STAT rusage_system 1.007846
STAT curr_connections 10
STAT total_connections 12
STAT connection_structures 11
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 0
STAT crawler_reclaimed 0
STAT crawler_items_checked 0
STAT lrutail_reflocked 0
END
add mykey 0 30 5 ##添加一个键，键名为mykey,flag为0，键的有效期为30秒，大小为5个字符
hello ##键值为hello
STORED ##显示已近%STORED
get mykey ##获取保存的键
VALUE mykey 0 5
hello ##键值为hello
END
get mykey
END
##30秒过去后，键值失效（虽然memcached为lazy模型，但过期后就不返回查询值）
quit
Connection closed by foreign host.
此外memcached还有以下常用命令：
replace:仅当键已经存在时，replace 命令才会替换缓存中的键。如果缓存中不存在键，那么您将从 memcached 服务器接受到一条 NOT_STORED 响应。
append：将数据追加到当前缓存数据的之后，当缓存数据存在时才存储。
prepend:将数据追加到当前缓存数据的之前，当缓存数据存在时才存储
incr: 让已近存在的键自动加一
derc: 让已近存在的键自动减一
get : key 可以一个或多个，用空格格开
gets：与 get 一样，但会返回多一个数字，这个数字用来检查数据是否被修改过，如修改过，这个 数字回改变。
flash_all:清除所有键
flash_all 900:在900秒内清空所有键
delete： 删除缓存数据，数据存在返回DELETED，数据不存在返回NOT_FOUND
stats 查看memcached运行状态
pid Memcached 进程ID
uptime Memcached 运行时间，单位：秒
time Memcached 当前的UNIX时间
version Memcached 的版本号
rusage_user 该进程累计的用户时间，单位：秒
rusage_system 该进程累计的系统时间，单位：秒
curr_items Memcached 当前存储的内容数量
total_items Memcached 启动以来存储过的内容总数
bytes Memcached 当前存储内容所占用的字节数(*/1024/1024=mb)
curr_connections 当前连接数量
total_connections Memcached 运行以来接受的连接总数
connection_structures Memcached 分配的连接结构的数量
cmd_get 查询请求总数
cmd_set 存储（添加/更新）请求总数
get_hits 查询成功获取数据的总次数
get_misses 查询成功未获取到数据的总次数
bytes_read Memcached 从网络读取到的总字节数
bytes_written Memcached 向网络发送的总字节数
limit_maxbytes Memcached 在存储时被允许使用的字节总数
更详细的memcached命令请参考下面网友写的文章
http://blog.csdn.net/fdipzone/article/details/8655681
http://www.cnblogs.com/wayne173/p/5652034.html
如何让PHP使用memcached？（装memcached的客户端）
PHP要结合memcached必须依赖memcached的客户端库（也称为扩展），对于PHP来说其客户端库有两种，memcache和memcached，其中memcached功能更强大。而对Perl来说其所依赖的客户端库为cache：memcached模块。
简单来说memcached为memcached的服务器端，要让php在memcached服务器端缓存数据，就必须在在php所在server上装一个memcached的客户端(扩展），而这客户端有两种，一个叫memcache,另一个叫memcached（比较高级）
对于C/C++来说其必须依赖libmemcached
下面将演示PHP扩展memcached扩展（要先安装libmemcached），如果安装memcache扩展则不用装libmemcached
如果你要用memcache扩展下载可以点这个链接http://pecl.php.net/package/memcache
这个链接可以下载memcached http://pecl.php.net/package/memcached
[[email protected] tool]#wget https://launchpad.net/libmemcached/1.0/1.0.18/+download/libmemcached-1.0.18.tar.gz
[[email protected] tool]# tar -xf libmemcached-1.0.18.tar.gz
[[email protected] tool]# cd libmemcached-1.0.18
[[email protected] libmemcached-1.0.18]# ./configure --prefix=/usr/local/libmemcached --with-memcached
[[email protected] libmemcached-1.0.18]#make && make install
[[email protected] tool]#tar -xf memcached-2.2.0.tgz
[[email protected] tool]#cd memcached-2.2.0
[[email protected] memcached-2.2.0]#/usr/local/php/bin/phpize
[[email protected] memcached-2.2.0]#./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-memcached --with-libmemcached-dir=/usr/local/libmemcached
[[email protected] memcached-2.2.0]#make && make install
[[email protected] memcached-2.2.0]#vim /etc/php.d/memcache.ini
extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20090626/memcached.so
[[email protected] memcached-2.2.0]#service php-fpm restart
启用Nginx转发php功能
[[email protected] ~]# vi /etc/nginx/nginx.conf
location ~ \.php$ {
root /web/read;
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
}
[[email protected] ~]# service nginx reload
可以看到memcached扩展已近完成
Nginx结合memcached
[[email protected] ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
server {
listen 80;
server_name www.magedu.com;
location / {
set $memcached_key $uri;#set 键名$memcached_key 键$uri;
memcached_pass 127.0.0.1:11211; #memcached服务器IP：port
default_type text/html; #默认缓存纯文本的内容
error_page 404 @fallback; #如果返回404错误（即memcached中没有相 应的缓存），则转发给fallback
}
location @fallback {
proxy_pass http://172.16.0.1; #反向代理到后端172.16.0.1处理请求
}
}
配置php将它的会话（session）保存至memcached中
前提：
1、配置各php支持使用memcache；
2、安装配置好memcached服务器，这里假设其地址为172.16.200.11，端口为11211；
编辑php.ini文件，确保如下两个参数的值分别如下所示：
[[email protected] ~]# vim /etc/php.ini
session.save_handler = memcache
session.save_path = "tcp://192.168.139.2:11211?persistent=1&weight=1&timeout=1&retry_interval=15"
tcp://172.16.200.11:11211?是你的memcached服务器端的IP：port
?persistent=1 ？传递参数，persistent表示持久连接
timeout=1 超时时间为1秒
retry_interval=15 重视时间为15秒
新建php页面setsess.php，为客户端设置启用session：
[[email protected] ~]# vim /web/read/setsess.php
<?php
session_start();
if (!isset($_SESSION[‘www.zxl.com‘])) {
$_SESSION[‘www.zxl.com‘] = time();
}
print $_SESSION[‘www.zxl.com‘];
print "<br><br>";
print "Session ID: " . session_id();
?>
新建php页面showsess.php，获取当前用户的会话ID：
[[email protected] ~]# vim /web/read/showsess.php
<?php
session_start();
$memcache_obj = new Memcache;
$memcache_obj->connect(‘192.168.139.2‘, 11211);
$mysess=session_id();
var_dump($memcache_obj->get($mysess));
$memcache_obj->close();
?>
然后用浏览器分别访问setsess.php和showsess.php
会看到session信息已近保存在了memcached中
安装memcached的web界面管理工具memadmin
[[email protected] tool]#tar -xf memadmin-1.0.12.tar.gz
[[email protected] tool]#mv memadmin /web/read/
[[email protected] tool]#cd /web/read/
配置文件如下，可以修改用户和密码
[[email protected] read]# vim memadmin/config.php
<?php
if (!defined(‘IN_MADM‘)) exit();
$config[‘user‘] = "admin"; // your username
$config[‘passwd‘] = "admin"; // your password
然后你用浏览器就行web界面访问http://192.18.139.2/memadmin
可以看到memadmin已近安装完成
为编译安装的Memcached配置启动脚本，Memcached SysV的startup脚本代码如下所示，将其建立为/etc/init.d/memcached文件：
[[email protected] ~]# vim /etc/init.d/memcached
#!/bin/bash
#
# Init file for memcached
#
# chkconfig: - 86 14
# description: Distributed memory caching daemon
#
# processname: memcached
# config: /etc/sysconfig/memcached
. /etc/rc.d/init.d/functions
## Default variables
PORT="11211"
USER="nobody"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS=""
RETVAL=0
prog="/usr/local/memcached/bin/memcached"
desc="Distributed memory caching"
lockfile="/var/lock/subsys/memcached"
start() {
echo -n $"Starting $desc (memcached): "
daemon $prog -d -p $PORT -u $USER -c $MAXCONN -m $CACHESIZE -o "$OPTIONS"
RETVAL=$?
echo
[ $RETVAL -eq 0 ] && touch $lockfile
return $RETVAL
}
stop() {
echo -n $"Shutting down $desc (memcached): "
killproc $prog
RETVAL=$?
echo
[ $RETVAL -eq 0 ] && rm -f $lockfile
return $RETVAL
}
restart() {
stop
start
}
reload() {
echo -n $"Reloading $desc ($prog): "
killproc $prog -HUP
RETVAL=$?
echo
return $RETVAL
}
case "$1" in
start)
start
;;
stop)
stop
;;
restart)
restart
;;
condrestart)
[ -e $lockfile ] && restart
RETVAL=$?
;;
reload)
reload
;;
status)
status $prog
RETVAL=$?
;;
*)
echo $"Usage: $0 {start|stop|restart|condrestart|status}"
RETVAL=1
esac
exit $RETVAL
使用如下命令配置memcached成为系统服务：
[[email protected] ~]# chmod +x /etc/init.d/memcached
[[email protected] ~]# chkconfig --add memcached
[[email protected] ~]# service memcached start
Starting Distributed memory caching (memcached): [ OK ]
本次实验完成！