【实践】Memcached实例解析

一、关于Memcached

Memcached是一个自由开源的，高性能，分布式内存对象缓存系统。 Memcached是一种基于内存的Key-Value存储，用来存储小块的任意数据（字符串、对象）。这些数据可以是数据库调用、API调用或者是页面渲染的结果。 Memcached简洁而强大。它的简洁设计便于快速开发，减轻开发难度，解决了大数据量缓存的很多问题。它的API兼容大部分流行的开发语言。本质上，它是一个简洁的key-value存储系统。一般的使用目的，是通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

二、Memcached特征

Memcached作为高速运行的分布式缓存服务器，具有以下的特点。

协议简单
基于libevent的事件处理
内置内存存储方式
Memcached不互相通信的分布式

Memcached的分布式部署极其简单，通常较小的应用一台Memcached服务器就可以满足需求，但是大中型项目可能就需要多台Memcached服务器了，这就牵涉到一个分布式部署的问题。对于多台Memcached服务器，怎么确定一个数据应该保存到哪台服务器呢？有两种方案，一是普通Hash分布，二是一致性Hash分布。普通Hash分布对于Memcached服务器数量固定的情况推荐使用，比较简单。但是当服务器数量发生改变时，问题就出来了。因为同一个KEY经Hash算法处理后，与服务器数量取模，会导致结果与服务器数量未变化时不同，这就导致之前保存的数据丢失。采取一致性Hash分布可以有效的解决这个问题，把丢失的数据减到最小（注意这里并没有说完全不丢失）。

三、Memcached实际运用

下面通过一个简单的实例来说明Memcached的高性能，以及Memcached是如何工作的。数据源采用的是随机生成的1500万条记录，通过控制台程序来模拟用户登录的业务逻辑，如果首次登录成功，则把用户信息写入Memcached缓存中，再次登录时即可从缓存中取得用户信息进行验证。以下是详细代码过程：

数据操作接口：

 1 namespace MemcachedLibrary
 2 {
 3     interface IDataOperator
 4     {
 5         //获取数据库连接
 6         SqlConnection OpenConnection();
 7         //获取用户信息
 8         void GetUserInfo(string user, string pass);
 9     }
10 }

具体的登录业务操作：

 1 public class SQLDataOperator : IDataOperator
 2     {
 3         //数据库连接串
 4         private const string connectKey = "server=DESKTOP-ALQLV05;database=db_TencentEmailInfo;uid=sa;pwd=";
 5
 6         //标记变量，标记是否已经缓存
 7         private bool IsMemcachedFinished = false;
 8
 9         //获取用户信息
10         public void GetUserInfo(UserInfo user)
11         {
12             Stopwatch memcachedWatch = new Stopwatch();
13             memcachedWatch.Start();
14
15             //从Memcached中取得数据,初始化SockIOPool
16             SockIOPool pool = MemcachedMain.MemcachedInitialize();
17             MemcachedClient client = MemcachedMain.GetMemcachedInstance();
18             //检查Memcached是否缓存了User信息
19             if (client.KeyExists("user") && client.KeyExists("pass"))
20             {
21                 if (user.User == client.Get("user").ToString() && user.Pass == client.Get("pass").ToString())
22                 {
23                     Debug.WriteLine("登录成功！已从Memcached中取得用户信息！");
24                 }
25                 IsMemcachedFinished = true;
26             }
27             memcachedWatch.Stop();
28             Debug.WriteLine("Memcached取得用户信息耗时：" + memcachedWatch.ElapsedMilliseconds + "毫秒");
29
30             //如果Memcached中已经缓存User信息，则无需到数据库中检索数据，提高性能
31             if (IsMemcachedFinished)
32             {
33                 return;
34             }
35
36
37             //如果Memcached中没有缓存过数据，则从数据库中取得数据，并将结果缓存到Memcached
38             Stopwatch databaseWatch = new Stopwatch();
39             databaseWatch.Start();
40             SqlConnection con = OpenConnection();
41             string cmdsql = string.Format("select * from tb_emailInfo where email=‘{0}‘ and classCode=‘{1}‘ ", user.User, user.Pass);
42             using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(cmdsql, con))
43             {
44                 DataTable tb = new DataTable();
45                 SqlDataAdapter sda = new SqlDataAdapter(cmd);
46                 sda.Fill(tb);
47                 Debug.WriteLine("登录成功！已从数据库中取得用户信息！已查询到人数：" + tb.Rows.Count);
48                 if (tb.Rows.Count > 0)
49                 {
50                     client.Set("user", user.User, DateTime.Now.AddMinutes(30));//Set中的第三个参数是指定缓存过期时间
51                     client.Set("pass", user.Pass, DateTime.Now.AddMinutes(30));
52                 }
53             }
54             databaseWatch.Stop();
55             Debug.WriteLine("数据库取得用户信息耗时：" + databaseWatch.ElapsedMilliseconds + "毫秒");
56         }
57
58         public SqlConnection OpenConnection()
59         {
60             SqlConnection conn = new SqlConnection(connectKey);
61             {
62                 conn.Open();
63                 Debug.WriteLine(conn.State);
64                 return conn;
65             }
66         }

下面的代码是在控制台调用的过程：

 1 class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5
 6             while (true)
 7             {
 8                 UserInfo userInfo = new UserInfo();//只存储了用户名和密码属性的实体
 9                 Console.WriteLine("请输入测试用户：");
10                 userInfo.User = Console.ReadLine();
11                 Console.WriteLine("请输入测试密码：");
12                 userInfo.Pass = Console.ReadLine();
13
14                 SQLDataOperator sqlDO = new SQLDataOperator();
15                 Stopwatch watch = new Stopwatch();
16                 watch.Start();
17                 sqlDO.GetUserInfo(userInfo);
18                 watch.Stop();
19
20             }
21         }
22     }

最后的运行结果截图如下：