Memcached集群,客户端自动hash到不同服务器的实现

最近项目需要，要求做一个远程服务中心，为各客户端提供远程存取接口，压力基本上是每个客户端平均每秒300次请求，估计大约有10个客户端。 我考虑实现的方案是: 客户端写数据时直接写到本地ehcache缓存，然后同时发送数据到memcached缓存，最后通过远程服务接口定时同步数据到后台数据库。 客户端读数据首先从本地ehcache查找，然后再从memcached获取，最后通过远程数据接口查找数据 那么，此方案的一些需要考虑的问题就是： 1.memcached是否可以支撑这么大的压力 2.memcahced繁忙或down掉是否会影响client端线程阻塞或堆积到下一秒，造成压力 之前也通过测过Java client的效率，开10个线程，基本可以达到 2000~3000每秒。 首先分析一下Java client 启动时的部分代码 Memcached 支持直接设置多个servers属性 来实现多个memcahced均衡，对应还有一个属性是weights，字面意思就是权重，分析了一下代码，和我想的是一样的 启动memcached的代码通常是这样的

Java代码

1. SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance(poolname);   
2. pool.setServers(servers);   
3. pool.setWeights(weights);   
4. pool.setInitConn(initConn);   
5. pool.setMinConn(minConn);   
6. pool.setMaxConn(maxConn);   
7. pool.setMaxIdle(maxIdle);   
8. pool.setMaxBusyTime(maxBusyTime);   
9. pool.setMaintSleep(maintSleep);   
10. pool.setSocketTO(socketTO);   
11. pool.setSocketConnectTO(socketConnectTO);   
12. pool.setNagle(nagle);   
13. pool.setHashingAlg(SockIOPool.NEW_COMPAT_HASH);   
14. pool.initialize();   
15. MemCachedClient client = new MemCachedClient(poolname);  

SockIOPool pool = SockIOPool.getInstance(poolname);pool.setServers(servers);pool.setWeights(weights);pool.setInitConn(initConn);pool.setMinConn(minConn);pool.setMaxConn(maxConn);pool.setMaxIdle(maxIdle);pool.setMaxBusyTime(maxBusyTime);pool.setMaintSleep(maintSleep);pool.setSocketTO(socketTO);pool.setSocketConnectTO(socketConnectTO);pool.setNagle(nagle);pool.setHashingAlg(SockIOPool.NEW_COMPAT_HASH);pool.initialize();MemCachedClient client = new MemCachedClient(poolname);

servers 和 weights 都是一个数组，就是说可以同时设置多个server 然后看一下 pool.initialize() 做了什么

Java代码

1. availPool   = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );   
2. busyPool    = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );   
3. deadPool    = new IdentityHashMap<SockIO,Integer>();   
4. hostDeadDur = new HashMap<String,Long>();   
5. hostDead    = new HashMap<String,Date>();   
6. maxCreate   = (poolMultiplier > minConn) ? minConn : minConn / poolMultiplier;   // only create up to maxCreate connections at once   
7. if ( log.isDebugEnabled() ) {   
8.     log.debug( "++++ initializing pool with following settings:" );   
9.     log.debug( "++++ initial size: " + initConn );   
10.     log.debug( "++++ min spare   : " + minConn );   
11.     log.debug( "++++ max spare   : " + maxConn );   
12. }   
13. // if servers is not set, or it empty, then   
14. // throw a runtime exception   
15. if ( servers == null || servers.length <= 0 ) {   
16.     log.error( "++++ trying to initialize with no servers" );   
17.     throw new IllegalStateException( "++++ trying to initialize with no servers" );   
18. }   
19.     // initalize our internal hashing structures   
20.         if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )   
21.         populateConsistentBuckets();   
22.     else  
23.             populateBuckets();  

availPool   = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );busyPool    = new HashMap<String,Map<SockIO,Long>>( servers.length * initConn );deadPool    = new IdentityHashMap<SockIO,Integer>();hostDeadDur = new HashMap<String,Long>();hostDead    = new HashMap<String,Date>();maxCreate   = (poolMultiplier > minConn) ? minConn : minConn / poolMultiplier;// only create up to maxCreate connections at onceif ( log.isDebugEnabled() ) {log.debug( "++++ initializing pool with following settings:" );log.debug( "++++ initial size: " + initConn );log.debug( "++++ min spare   : " + minConn );log.debug( "++++ max spare   : " + maxConn );}// if servers is not set, or it empty, then// throw a runtime exceptionif ( servers == null || servers.length <= 0 ) {log.error( "++++ trying to initialize with no servers" );throw new IllegalStateException( "++++ trying to initialize with no servers" );}// initalize our internal hashing structures        if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )populateConsistentBuckets();else        populateBuckets();

看到这里就是开辟一些连接池的空间，然后调用了根据我们选择的hash 算法 执行populateBuckets();或者populateConsistentBuckets(); hash算法共有4种

Java代码

1. // native String.hashCode();   
2. public static final int NATIVE_HASH     = 0;       
3. // original compatibility hashing algorithm (works with other clients)   
4. public static final int OLD_COMPAT_HASH = 1;   
5. // new CRC32 based compatibility hashing algorithm (works with other clients)      
6. public static final int NEW_COMPAT_HASH = 2;   
7. // MD5 Based -- Stops thrashing when a server added or removed   
8. public static final int CONSISTENT_HASH = 3;          

// native String.hashCode();public static final int NATIVE_HASH     = 0;// original compatibility hashing algorithm (works with other clients)public static final int OLD_COMPAT_HASH = 1;// new CRC32 based compatibility hashing algorithm (works with other clients)public static final int NEW_COMPAT_HASH = 2;// MD5 Based -- Stops thrashing when a server added or removedpublic static final int CONSISTENT_HASH = 3;

我们通常用的是 NEW_COMPAT_HASH，这个保证可以wokrs with other clients 所以看一下populateBuckets()做了什么

Java代码

1. this.buckets = new ArrayList<String>();   
2. for ( int i = 0; i < servers.length; i++ ) {   
3.   if ( this.weights != null && this.weights.length > i ) {   
4.      for ( int k = 0; k < this.weights[i].intValue(); k++ ) {   
5.      this.buckets.add( servers[i] );   
6.      if ( log.isDebugEnabled() )   
7.         log.debug( "++++ added " + servers[i] + " to server bucket" );   
8.      }   
9.   }   
10.   else {   
11.      this.buckets.add( servers[i] );   
12.   }   
13.      // create initial connections   
14.   for ( int j = 0; j < initConn; j++ ) {   
15.           SockIO socket = createSocket( servers[i] );   
16.       if ( socket == null ) {   
17.         break;   
18.           }   
19.           addSocketToPool( availPool, servers[i], socket );   
20.   }   
21. }  

this.buckets = new ArrayList<String>();for ( int i = 0; i < servers.length; i++ ) {  if ( this.weights != null && this.weights.length > i ) {     for ( int k = 0; k < this.weights[i].intValue(); k++ ) { this.buckets.add( servers[i] ); if ( log.isDebugEnabled() )    log.debug( "++++ added " + servers[i] + " to server bucket" );     }  }  else {     this.buckets.add( servers[i] );  }     // create initial connections  for ( int j = 0; j < initConn; j++ ) {          SockIO socket = createSocket( servers[i] );  if ( socket == null ) {break;          }          addSocketToPool( availPool, servers[i], socket );  }}

假如我们设置的servers是 192.168.0.1:44444和192.168.0.2:22222 然后我们设置了weights是 5和3 那么 buckets list的值最终会是 [ 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.1:44444, 192.168.0.2:22222, 192.168.0.2:22222. 192.168.0.2:22222. ] 然后就开始根据initCon初始连接数按servers分别创建socket 那么究竟这个buckets做什么用呢？ 在我们使用set存放对象时会调用

Java代码

1. SockIOPool.SockIO sock = pool.getSock( key, hashCode );  

SockIOPool.SockIO sock = pool.getSock( key, hashCode );

看一看pool.getSock的代码

Java代码

1. // get initial bucket   
2. long bucket = getBucket( key, hashCode );   
3. String server = ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )   
4.         ? consistentBuckets.get( bucket )   
5.         : buckets.get( (int)bucket );  

// get initial bucketlong bucket = getBucket( key, hashCode );String server = ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH )? consistentBuckets.get( bucket ): buckets.get( (int)bucket );

其中有段代码是这样的，看看getBucket

Java代码

1. private long getBucket( String key, Integer hashCode ) {   
2.     long hc = getHash( key, hashCode );   
3.     if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH ) {   
4.         return findPointFor( hc );   
5.     }   
6.     else {   
7.          long bucket = hc % buckets.size();   
8.         if ( bucket < 0 ) bucket *= -1;   
9.             return bucket;   
10.     }   
11. }  

private long getBucket( String key, Integer hashCode ) {long hc = getHash( key, hashCode );if ( this.hashingAlg == CONSISTENT_HASH ) {return findPointFor( hc );}else {     long bucket = hc % buckets.size();if ( bucket < 0 ) bucket *= -1;return bucket;}}

先不管key和hashCode，我们看到首先算出一个hc值后会直接做hc%buckets.size()实际上就是根据buckets的数量散列，最终值一定是buckets.size()范围里的一个值 然后最终server值就根据buckets.get( (int)bucket )得到，那么假如我们得到bucket是3，则参照上面buckets 里的值，得到 list.get(3)=192.168.0.1:44444 所以会根据weight设置的值的不同得到不同的server ，如果 weights设置10:1 那buckets里就是10个相同的server和另一个不同的，将来散列得到的server很大可能性是servers里设置的第一个server。