memcached基本配置与使用

一、概念

Memcached是danga.com开发的一套分布式内存对象缓存系统，用于在动态系统中减少数据库负载，提升性能。

二、原理

Memcached有两个核心组件组成：服务端（ms）和客户端（mc）。首先mc拿到ms列表，并对key做hash转化，根据hash值确定kv对所存的ms位置。然后在一个memcached的查询中，mc先通过计算key的hash值来确定kv对所处在的ms位置。当ms确定后，客户端就会发送一个查询请求给对应的ms，让它来查找确切的数据。因为ms之间并没有护卫备份，也就不需要互相通信，所以效率较高。

三、适用场合
1.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。
2.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。
3.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。

四、客户端版本

Memcached Client目前有一下四种：
Memcached Client for Java，比 SpyMemcached更稳定、更早、更广泛；
SpyMemcached，比 Memcached Client for Java更高效；
XMemcached，比 SpyMemcache并发效果更好。 
alisoft-xplatform-asf-cache阿里软件的架构师岑文初进行封装的。里面的注释都是中文的，比较好

五、服务器端

安装

这里介绍windows环境的安装。
1.下载memcache的windows稳定版，解压放某个盘下面，比如在c:\memcached
2.在cmd下输入 'c:\memcached\memcached.exe -d install' 安装
3.再输入： 'c:\memcached\memcached.exe -d start' 启动。
以后memcached将作为windows的一个服务每次开机时自动启动。这样服务器端已经安装完毕了。

内存分配

默认情况下，ms是用一个内置的叫“块分配器”的组件来分配内存的。舍弃c++标准的malloc/free的内存分配，而采用块分配器的主要目的 是为了避免内存碎片，否则操作系统要花费更多时间来查找这些逻辑上连续的内存块（实际上是断开的）。用了块分配器，ms会轮流的对内存进行大块的分配，并 不断重用。当然由于块的大小各不相同，当数据大小和块大小不太相符的情况下，还是有可能导致内存的浪费。

同时，ms对key和data都有相应的限制，key的长度不能超过250字节，data也不能超过块大小的限制 --- 1MB。
因为 mc所使用的hash算法，并不会考虑到每个ms的内存大小。理论上mc会分配概率上等量的kv对给每个ms，这样如果每个ms的内存都不太一样，那可能 会导致内存使用率的降低。所以一种替代的解决方案是，根据每个ms的内存大小，找出他们的最大公约数，然后在每个ms上开n个容量=最大公约数的 instance，这样就等于拥有了多个容量大小一样的子ms，从而提供整体的内存使用率。

缓存策略

当ms的hash表满了之后，新的插入数据会替代老的数据，更新的策略是LRU（最近最少使用），以及每个kv对的有效时限。Kv对存储有效时限是在mc端由app设置并作为参数传给ms的。

同时ms采用是偷懒替代法，ms不会开额外的进程来实时监测过时的kv对并删除，而是当且仅当，新来一个插入的数据，而此时又没有多余的空间放了，才会进行清除动作。

六、范例

1.加载commons-pool-1.5.6.jar、java_memcached-release_2.6.6.jar、slf4j-api-1.6.1.jar、slf4j-simple-1.6.1.jar

2.创建memcached工具类：

[java] view plaincopy

1. public class MemcachedUtil {  
2.   
3.     /** 
4.      * memcached客户端单例 
5.      */  
6.     private static MemCachedClient cachedClient = new MemCachedClient();  
7.       
8.     /** 
9.      * 初始化连接池 
10.      */  
11.     static {  
12.         //获取连接池的实例  
13.         SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance();  
14.           
15.         //服务器列表及其权重  
16.         String[] servers = {"127.0.0.1:11211"};  
17.         Integer[] weights = {3};  
18.           
19.         //设置服务器信息  
20.         pool.setServers(servers);  
21.         pool.setWeights(weights);  
22.           
23.         //设置初始连接数、最小连接数、最大连接数、最大处理时间  
24.         pool.setInitConn(10);  
25.         pool.setMinConn(10);  
26.         pool.setMaxConn(1000);  
27.         pool.setMaxIdle(1000*60*60);  
28.           
29.         //设置连接池守护线程的睡眠时间  
30.         pool.setMaintSleep(60);  
31.           
32.         //设置TCP参数，连接超时  
33.         pool.setNagle(false);  
34.         pool.setSocketTO(60);  
35.         pool.setSocketConnectTO(0);  
36.           
37.         //初始化并启动连接池  
38.         pool.initialize();  
39.           
40.         //压缩设置，超过指定大小的都压缩  
41. //      cachedClient.setCompressEnable(true);  
42. //      cachedClient.setCompressThreshold(1024*1024);  
43.     }  
44.       
45.     private MemcachedUtil(){  
46.     }  
47.       
48.     public static boolean add(String key, Object value) {  
49.         return cachedClient.add(key, value);  
50.     }  
51.       
52.     public static boolean add(String key, Object value, Integer expire) {  
53.         return cachedClient.add(key, value, expire);  
54.     }  
55.       
56.     public static boolean put(String key, Object value) {  
57.         return cachedClient.set(key, value);  
58.     }  
59.       
60.     public static boolean put(String key, Object value, Integer expire) {  
61.         return cachedClient.set(key, value, expire);  
62.     }  
63.       
64.     public static boolean replace(String key, Object value) {  
65.         return cachedClient.replace(key, value);  
66.     }  
67.       
68.     public static boolean replace(String key, Object value, Integer expire) {  
69.         return cachedClient.replace(key, value, expire);  
70.     }  
71.       
72.     public static Object get(String key) {  
73.         return cachedClient.get(key);  
74.     }  
75.       
76. }  

3. 创建需要缓存的对象：

[java] view plaincopy

1. public class UserBean implements Serializable {  
2.   
3.     private static final long serialVersionUID = 9174194101246733501L;  
4.   
5.     private String username;  
6.       
7.     private String password;  
8.       
9.     public UserBean(String username, String password) {  
10.         this.username = username;  
11.         this.password = password;  
12.     }  
13.       
14.     public String getUsername() {  
15.         return username;  
16.     }  
17.       
18.     public void setUsername(String username) {  
19.         this.username = username;  
20.     }  
21.       
22.     public String getPassword() {  
23.         return password;  
24.     }  
25.       
26.     public void setPassword(String password) {  
27.         this.password = password;  
28.     }  
29.       
30.     @Override  
31.     public int hashCode() {  
32.         final int prime = 31;  
33.         int result = 1;  
34.         result = prime * result  
35.                 + ((password == null) ? 0 : password.hashCode());  
36.         result = prime * result  
37.                 + ((username == null) ? 0 : username.hashCode());  
38.         return result;  
39.     }  
40.   
41.     @Override  
42.     public boolean equals(Object obj) {  
43.         if (this == obj)  
44.             return true;  
45.         if (obj == null)  
46.             return false;  
47.         if (getClass() != obj.getClass())  
48.             return false;  
49.         UserBean other = (UserBean) obj;  
50.         if (password == null) {  
51.             if (other.password != null)  
52.                 return false;  
53.         } else if (!password.equals(other.password))  
54.             return false;  
55.         if (username == null) {  
56.             if (other.username != null)  
57.                 return false;  
58.         } else if (!username.equals(other.username))  
59.             return false;  
60.         return true;  
61.     }  
62.   
63.     @Override  
64.     public String toString() {  
65.         return "username:" + username + ",password:" + password;  
66.     }  
67. }  

4.创建测试用例：

[java] view plaincopy

1. public class MemcachedUtilTest {  
2.   
3.     @Test  
4.     public void testMemcached() {  
5.         MemcachedUtil.put("hello", "world", 60);  
6.         String hello = (String) MemcachedUtil.get("hello");  
7.         Assert.assertEquals("world", hello);  
8.           
9.         for(int i = 0; i < 10000000; ++i) {  
10.             UserBean userBean = new UserBean("Jason" + i, "123456-" + i);  
11.             MemcachedUtil.put("user" + i, userBean, 60);  
12.             Object obj = MemcachedUtil.get("user" + i);  
13.             Assert.assertEquals(userBean, obj);  
14.         }  
15.     }  
16. }  

5.通过spring注入memcached：

[html] view plaincopy

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
3.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
4.     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans  
5.            http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">  
6.   
7.     <bean id="memcachedPool" class="com.danga.MemCached.SockIOPool"   
8.         factory-method="getInstance" init-method="initialize">  
9.         <constructor-arg>  
10.             <value>neeaMemcachedPool</value>  
11.         </constructor-arg>  
12.         <property name="servers">  
13.             <list>  
14.                 <value>127.0.0.1:11211</value>  
15.             </list>  
16.         </property>  
17.         <property name="initConn">  
18.             <value>20</value>  
19.         </property>  
20.         <property name="minConn">  
21.             <value>10</value>  
22.         </property>  
23.         <property name="maxConn">  
24.             <value>50</value>  
25.         </property>  
26.         <property name="nagle">  
27.             <value>false</value>  
28.         </property>  
29.         <property name="socketTO">  
30.             <value>3000</value>  
31.         </property>  
32.     </bean>  
33.     <bean id="memcachedClient" class="com.danga.MemCached.MemCachedClient">  
34.         <constructor-arg>  
35.             <value>neeaMemcachedPool</value>  
36.         </constructor-arg>  
37.     </bean>  
38. </beans>  

6.创建测试用例：

[java] view plaincopy

1. public class MemcachedSpringTest {  
2.   
3.     private MemCachedClient cachedClient;  
4.       
5.     @Before  
6.     public void init() {  
7.         ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("com/luo/config/beans.xml");  
8.         cachedClient = (MemCachedClient)context.getBean("memcachedClient");  
9.     }  
10.       
11.     @Test  
12.     public void testMemcachedSpring() {  
13.         UserBean user = new UserBean("luo", "hi");  
14.         cachedClient.set("user", user);  
15.         UserBean cachedBean = (UserBean)user;  
16.         Assert.assertEquals(user, cachedBean);  
17.     }  
18. }  

七、注意点

第一、memcached是在服务器端的内存中缓存对象的，不是缓存或硬盘；

第二、memcached的pool可以关联多个server，

String[] servers = {"10.20.185.12:11001","10.20.185.25:11001"};  
Integer[] weights = {3,7};  

该配置表示30%的缓存在放在第一台服务器，70%的将放在第二台服务器，这样便可以充分利用不同服务器的内存了；

第三、我最困惑的是client是如何得到相应的pool的，后然看了点源码才知道是这样的。client是通过pool的name关联到某个pool的，上面的例子中在SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance();  和MemCachedClient client=new MemCachedClient();虽然都没写poolName，但就是新建了一个”default“的pool，然后client关联到了这个”default“的pool。当然我们在新建这两个对象时可以给定具体的poolName。

下一篇：memcached真实项目中的应用http://blog.csdn.net/sup_heaven/article/details/32728477

参考文章：

http://snowolf.iteye.com/blog/1471805

http://my249645546.iteye.com/blog/1420061

http://blog.csdn.net/loujinhe/article/details/8491673?reload

http://hzp.iteye.com/blog/1872664