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：

public class MemcachedUtil {        /**      * memcached客户端单例      */      private static MemCachedClient cachedClient = new MemCachedClient();            /**      * 初始化连接池      */      static {          //获取连接池的实例          SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance();                    //服务器列表及其权重          String[] servers = {"127.0.0.1:11211"};          Integer[] weights = {3};                    //设置服务器信息          pool.setServers(servers);          pool.setWeights(weights);                    //设置初始连接数、最小连接数、最大连接数、最大处理时间          pool.setInitConn(10);          pool.setMinConn(10);          pool.setMaxConn(1000);          pool.setMaxIdle(1000*60*60);                    //设置连接池守护线程的睡眠时间          pool.setMaintSleep(60);                    //设置TCP参数，连接超时          pool.setNagle(false);          pool.setSocketTO(60);          pool.setSocketConnectTO(0);                    //初始化并启动连接池          pool.initialize();                    //压缩设置，超过指定大小的都压缩  //      cachedClient.setCompressEnable(true);  //      cachedClient.setCompressThreshold(1024*1024);      }            private MemcachedUtil(){      }            public static boolean add(String key, Object value) {          return cachedClient.add(key, value);      }            public static boolean add(String key, Object value, Integer expire) {          return cachedClient.add(key, value, expire);      }            public static boolean put(String key, Object value) {          return cachedClient.set(key, value);      }            public static boolean put(String key, Object value, Integer expire) {          return cachedClient.set(key, value, expire);      }            public static boolean replace(String key, Object value) {          return cachedClient.replace(key, value);      }            public static boolean replace(String key, Object value, Integer expire) {          return cachedClient.replace(key, value, expire);      }            public static Object get(String key) {          return cachedClient.get(key);      }        }  

3. 创建需要缓存的对象：

public class UserBean implements Serializable {        private static final long serialVersionUID = 9174194101246733501L;        private String username;            private String password;            public UserBean(String username, String password) {          this.username = username;          this.password = password;      }            public String getUsername() {          return username;      }            public void setUsername(String username) {          this.username = username;      }            public String getPassword() {          return password;      }            public void setPassword(String password) {          this.password = password;      }            @Override      public int hashCode() {          final int prime = 31;          int result = 1;          result = prime * result                  + ((password == null) ? 0 : password.hashCode());          result = prime * result                  + ((username == null) ? 0 : username.hashCode());          return result;      }        @Override      public boolean equals(Object obj) {          if (this == obj)              return true;          if (obj == null)              return false;          if (getClass() != obj.getClass())              return false;          UserBean other = (UserBean) obj;          if (password == null) {              if (other.password != null)                  return false;          } else if (!password.equals(other.password))              return false;          if (username == null) {              if (other.username != null)                  return false;          } else if (!username.equals(other.username))              return false;          return true;      }        @Override      public String toString() {          return "username:" + username + ",password:" + password;      }  }  

4.创建测试用例：

public class MemcachedUtilTest {        @Test      public void testMemcached() {          MemcachedUtil.put("hello", "world", 60);          String hello = (String) MemcachedUtil.get("hello");          Assert.assertEquals("world", hello);                    for(int i = 0; i < 10000000; ++i) {              UserBean userBean = new UserBean("Jason" + i, "123456-" + i);              MemcachedUtil.put("user" + i, userBean, 60);              Object obj = MemcachedUtil.get("user" + i);              Assert.assertEquals(userBean, obj);          }      }  }  

5.通过spring注入memcached：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans             http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">        <bean id="memcachedPool" class="com.danga.MemCached.SockIOPool"           factory-method="getInstance" init-method="initialize">          <constructor-arg>              <value>neeaMemcachedPool</value>          </constructor-arg>          <property name="servers">              <list>                  <value>127.0.0.1:11211</value>              </list>          </property>          <property name="initConn">              <value>20</value>          </property>          <property name="minConn">              <value>10</value>          </property>          <property name="maxConn">              <value>50</value>          </property>          <property name="nagle">              <value>false</value>          </property>          <property name="socketTO">              <value>3000</value>          </property>      </bean>      <bean id="memcachedClient" class="com.danga.MemCached.MemCachedClient">          <constructor-arg>              <value>neeaMemcachedPool</value>          </constructor-arg>      </bean>  </beans>  

6.创建测试用例：

public class MemcachedSpringTest {        private MemCachedClient cachedClient;            @Before      public void init() {          ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("com/luo/config/beans.xml");          cachedClient = (MemCachedClient)context.getBean("memcachedClient");      }            @Test      public void testMemcachedSpring() {          UserBean user = new UserBean("luo", "hi");          cachedClient.set("user", user);          UserBean cachedBean = (UserBean)user;          Assert.assertEquals(user, cachedBean);      }  }  

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。