memcached的使用

一 Memcached简介

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。

二 Memcached安装和基本使用

（1）Linux Memcached 安装

Memcached 支持许多平台：Linux、FreeBSD、Solaris、Mac OS，也可以安装在Windows上。

Linux系统安装memcached，首先要先安装libevent库。

sudo apt-get install libevent ibevent-dev         自动下载安装（Ubuntu/Debian）

yum install libevent libevent-devel                    自动下载安装（Redhat/Fedora/Centos）

安装 Memcached
自动安装

Ubuntu/Debian

sudo apt-get install memcached

Redhat/Fedora/Centos

yum install memcached

FreeBSD

portmaster databases/memcached

源代码安装

从其官方网站（http://memcached.org）下载memcached最新版本。

wget http://memcached.org/latest                    下载最新版本

tar -zxvf memcached-1.x.x.tar.gz                    解压源码

cd memcached-1.x.x                                  进入目录

./configure --prefix=/usr/local/memcached           配置

make && make test                                   编译

sudo make install                                   安装

Memcached 运行

Memcached命令的运行：

$ /usr/local/memcached/bin/memcached -h                           命令帮助

注意：如果使用自动安装 memcached 命令位于 /usr/local/bin/memcached。

启动选项：

    -d是启动一个守护进程；
    -m是分配给Memcache使用的内存数量，单位是MB；
    -u是运行Memcache的用户；
    -l是监听的服务器IP地址，可以有多个地址；
    -p是设置Memcache监听的端口，，最好是1024以上的端口；
    -c是最大运行的并发连接数，默认是1024；
    -P是设置保存Memcache的pid文件。

（1）作为前台程序运行：

从终端输入以下命令，启动memcached:

/usr/local/memcached/bin/memcached -p 11211 -m 64m -vv

slab class   1: chunk size     88 perslab 11915

slab class   2: chunk size    112 perslab  9362

slab class   3: chunk size    144 perslab  7281

中间省略

slab class  38: chunk size 391224 perslab     2

slab class  39: chunk size 489032 perslab     2

<23 server listening

<24 send buffer was 110592, now 268435456

<24 server listening (udp)

<24 server listening (udp)

<24 server listening (udp)

<24 server listening (udp)

这里显示了调试信息。这样就在前台启动了memcached，监听TCP端口11211，最大内存使用量为64M。调试信息的内容大部分是关于存储的信息。
（2）作为后台服务程序运行：

# /usr/local/memcached/bin/memcached -p 11211 -m 64m -d

或者

/usr/local/memcached/bin/memcached -d -m 64M -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 256 -P /tmp/memcached.pid

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（2）windows下安装

官网上并未提供 Memcached 的 Windows 平台安装包，我们可以使用以下链接来下载，你需要根据自己的系统平台及需要的版本号点击对应的链接下载即可：

    32位系统 1.2.5版本：http://static.runoob.com/download/memcached-1.2.5-win32-bin.zip
    32位系统 1.2.6版本：http://static.runoob.com/download/memcached-1.2.6-win32-bin.zip
    32位系统 1.4.4版本：http://static.runoob.com/download/memcached-win32-1.4.4-14.zip
    64位系统 1.4.4版本：http://static.runoob.com/download/memcached-win64-1.4.4-14.zip
    32位系统 1.4.5版本：http://static.runoob.com/download/memcached-1.4.5-x86.zip
    64位系统 1.4.5版本：http://static.runoob.com/download/memcached-1.4.5-amd64.zip

在 1.4.5 版本以前 memcached 可以作为一个服务安装，而在 1.4.5 及之后的版本删除了该功能。因此我们以下介绍两个不同版本 1.4.4 及 1.4.5的不同安装方法：
memcached <1.4.5 版本安装

1、解压下载的安装包到指定目录。

2、在 1.4.5 版本以前 memcached 可以作为一个服务安装，使用管理员权限运行以下命令：

c:memcachedmemcached.exe -d install

注意：你需要使用真实的路径替代 c:memcachedmemcached.exe。

3、然后我们可以使用以下命令来启动和关闭 memcached 服务：

c:memcachedmemcached.exe -d start
c:memcachedmemcached.exe -d stop

4、如果要修改 memcached 的配置项, 可以在命令行中执行 regedit.exe 命令打开注册表并找到 "HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesmemcached" 来进行修改。

如果要提供 memcached 使用的缓存配置 可以修改 ImagePath 为:

"c:memcachedmemcached.exe" -d runservice -m 512

-m 512 意思是设置 memcached 最大的缓存配置为512M。

此外我们还可以通过使用 "c:memcachedmemcached.exe -h" 命令查看更多的参数配置。

5、如果我们需要卸载 memcached ，可以使用以下命令：

c:memcachedmemcached.exe -d uninstall

memcached >= 1.4.5 版本安装

1、解压下载的安装包到指定目录。

2、在 memcached1.4.5 版本之后，memcached 不能作为服务来运行，需要使用任务计划中来开启一个普通的进程，在 window 启动时设置 memcached自动执行。

我们使用管理员身份执行以下命令将 memcached 添加来任务计划表中：

schtasks /create /sc onstart /tn memcached /tr "'c:memcachedmemcached.exe' -m 512"

注意：你需要使用真实的路径替代 c:memcachedmemcached.exe。

注意：-m 512 意思是设置 memcached 最大的缓存配置为512M。

注意：我们可以通过使用 "c:memcachedmemcached.exe -h" 命令查看更多的参数配置。

3、如果需要删除 memcached 的任务计划可以执行以下命令：

schtasks /delete /tn memcached

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三 Memcached命令

1 存储命令: set/add/replace/append/prepend/cas
2 获取命令: get/gets
3 其他命令: delete/stats..

四 Python操作Memcached

（1）安装模块：Python-memcached

（2）简单的操作示例：

import memcache
#链接
mc = memcache.Client(['139.129.5.191:12000'], debug=True)
#插入
mc.set("name", "python")
#读取
ret = mc.get('name')
print (ret)
 
# 输出结果
 python
 
# debug=True表示运行出现错误时，可以显示错误信息，正式环境可以不加

（3）天生支持集群：

python-memcached模块原生支持集群操作，其原理是在内存中维护一个主机列表，且集群中主机的权重值和主机在列表中重复出现的次数成正比

     主机     权重
    1.1.1.1   1
    1.1.1.2   2
    1.1.1.3   1
 
那么在内存中主机列表为：
    host_list = ["1.1.1.1", "1.1.1.2", "1.1.1.2", "1.1.1.3", ]

用户如果要在内存中创建一个键值对（如：k1 = "value1"），那么要执行以下步骤：

根据算法将k1转换成一个数字
将数字和主机列表长度求余数，得到一个值N（0 <= N < 长度）
在主机列表中根据第二步得到的值为索引获取主机，例如: host_list[N]
连接将第三步中获取的主机，将k1 = "value1" 放置在该服务器的内存中

代码如下：

import memcache
mc = memcache.Client([('1.1.1.1:12000', 1), ('1.1.1.2:12000', 2),('1.1.1.3:12000',3)])
mc.set('k1','value1')
ret = mc.get('k1')
print (ret)

（4）基本memcached操作：

add 添加一条键值对，如果已经存在的key，重复执行add操作会出现异常。

import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
mc.add('k1', 'v1')
#例如：
ret1 = mc.add('name','tom')
print(refalse)
ret2 = mc.add('name','jack')
print(retrue)
#结果：
False #当已经存在key 那么返回false
True  #如果不存在key     那么返回treue

replace replace修改某个key的值，如果key不存在，则异常

import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
mc.set('name','tom')
re = mc.get('name')
print(re)
rereplace = mc.replace('name','jack')
re = mc.get('name')
print(rereplace,re)
#结果：
#tom  #第一次赋值
#True jack #如果存在key那么修改成功为yaoyao 返回True
rereplace = mc.replace('name1','hahaha')
re = mc.get('name1')
print(rereplace,re)
#结果：
#False None #如果不存在key，修改失败，返回空值

set 和 set_multi

set : 设置一个键值对，如果Key不存在，则创建，如果key存在，则修改。

set_multi : 设置多个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改。

import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
mc.set('name','tom')
re = mc.get('name')
print('set用法',re) #设置一个键值对
dic = {'name':'to,','age':'19','job':'IT'}
mc.set_multi(dic)  #设置多个键值对
#或者mc.set_multi({'name':'tom','age':'19','job':'IT'})
mcname = mc.get('name')
mcage = mc.get('age')
mcjob = mc.get('job')
print('set_multi用法:',mcname,mcage,mcjob)

delete 和 delete_multi

delete : 在Memcached中删除指定的一个键值对。

delete_multi : 在Memcached中删除指定多个键值对。

import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
mc.set('name','tom')
re = mc.get('name')
print('存在',re)
mc.delete('name')
re = mc.get('name')
print('删除',re)  #删除一个键值对

get 和 get_multi

get : 获取一个键值对。

get_multi : 获取多个键值对。

 import memcache
 mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
 mc.set('name','tom')
 re = mc.get('name')
 print('get',re)     #获取一个键值对
 dic = {'name':'to,','age':'19','job':'IT'}
 mc.set_multi(dic)
 regetmu=mc.get_multi(['name','age','job'])
 print('get_multi',re) #获取多个键值对的值

append 和 prepend

append : 修改指定key的值，在该值后面追加内容。

prepend : 修改指定key的值，在该值前面插入内容。

import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
mc.set('num','第一|')
re = mc.get('num')
print(re)
mc.append('num','追加第二个') #在第一后面追加
re = mc.get('num')
print(re)
mc.prepend('num','我是零个')  #在第一前面追加
re = mc.get('num')
print(re)
#结果：
第一|
第一|追加第二个
我是零个第一|追加第二个

decr 和 incr

decr : 自减，将Memcached中的一个值增加N（N默认为1）

incr : 自增，将Memcached中的一个值减少N（N默认为1）

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'])
mc.set('num','1')
re = mc.get('num')
print('我是没加过的值',re)
mc.incr('num','9')
re = mc.get('num')
print('我是加上新增后的值',re)
mc.decr('num','5')
re = mc.get('num')
print('我是减去的值',re)
# 结果：
我是没加过的值 1
我是加上新增后的值 10
是减去的值 5

gets 和 cas

使用缓存系统共享数据资源就必然绕不开数据争夺和脏数据（数据混乱）的问题。

假设商城某件商品的剩余个数保存在memcache中，product_count = 900

A用户刷新页面从memecache中读取到product_count = 900

B用户刷新页面从memecache中读取到product_count = 900

A,B用户均购买商品，并修改product_count的值

A修改后，product_count = 899

B修改后，product_count = 899

然而正确数字应该是898，数据就混乱了。

如果想要避免这种情况的发生，则可以使用 gets　和　cas

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
mc = memcache.Client(['0.0.0.0:12000'],cache_cas=True)
mc.set('count','10')
reget = mc.get('count')
print('件数',reget)
regets = mc.gets('count')
print(regets)
# 如果有人在gets之后和cas之前修改了product_count，那么，
#下面的设置将会执行失败，剖出异常，从而避免非正常数据的产生
recas = mc.cas('count','11')
print(recas)
regets = mc.gets('count')
print('修改',regets)

本质上每次执行gets时，会从memcache中获取一个自增的数字，通过cas去修改gets的值时，会携带之前获取的自增和memcache中的自增值进行比较，如果相等，则可以提交，如果不相等，那么表示在gets和cas执行之间，又有其他人执行了gets，则不允许修改。