lnmp架构——MemCache对PHP页面的缓存加速优化

文章目录

• 1 Memcache介绍
• • 1.1 MemCache一次写缓存的流程
  • 1.2 介绍一下MemCache和MemCached的区别
  • 1.3 Memcache作用/li>
  • 1.4 MemCache的工作流程
  • 1.5 Memcache特性和限制
  • 1.6 实验思想
• 2.互联 常见缓存软件
• 3 搭建memcache

1 Memcache介绍

Memcache是一套分布式的高速缓存系统，由LiveJournal的Brad Fitzpatrick开发，但目前被许多 站使用以提升 站的访问速度
尤其对于一些大型的、需要频繁访问数据库的 站访问速度提升效果十分显著 ，这是一套开放源代码软件，以BSD license授权发布
MemCache是一个自由、源码开放、高性能、分布式的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库的负载
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，从而提高了 站访问的速度
MemCaChe是一个存储键值对的HashMap，在内存中对任意的数据（比如字符串、对象等）所使用的key-value存储
数据可以来自数据库调用、API调用，或者页面渲染的结果
MemCache设计理念就是小而强大，它简单的设计促进了快速部署、易于开发并解决面对大规模的数据缓存的许多难题
而所开放的API使得MemCache能用于Java、C/C++/C#、Perl、Python、PHP、Ruby等大部分流行的程序语言

Memcache是一款开源的、高性能的纯内存缓存服务软件，Memcache项目诞生于2003年。Mem就是内存的意思，cache是缓存的意思，d是daemon的意思。Memcache服务分为服务端和客户端两部分,C/S模式。
MemCache是一个自由、源码开放、高性能、分布式的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库的负载
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，从而提高了 站访问的速度

1.1 MemCache一次写缓存的流程

1）应用程序输入需要写缓存的数据
2）API将Key输入路由算法模块，路由算法根据Key和MemCache集群服务器列表得到一台服务器编
3）由服务器编 得到MemCache及其的ip地址和端口
4）API调用通信模块和指定编 的服务器通信，将数据写入该服务器，完成一次分布式缓存的写操作
读缓存和写缓存一样，只要使用相同的路由算法和服务器列表，只要应用程序查询的是相同的Key，MemCache客户端总是访问相同的客户端去读取数据，只要服务器中还缓存着该数据，就能保证缓存命中
这种MemCache集群的方式也是从分区容错性的方面考虑的，假如Node2宕机了，那么Node2上面存储的数据都不可用了，此时由于集群中Node0和Node1还存在，下一次请求Node2中存储的Key值的时候，肯定是没有命中的，这时先从数据库中拿到要缓存的数据，然后路由算法模块根据Key值在Node0和Node1中选取一个节点，把对应的数据放进去，这样下一次就又可以走缓存了，这种集群的做法很好，但是缺点是成本比较大。

1.2 介绍一下MemCache和MemCached的区别

服务端软件：memcached（连接php）
客户端软件：memcache（主程序）

（1）MemCache是项目的名称
（2）MemCached是MemCache服务器端可以执行文件的名称

1.3 Memcache作用/h2>

这样做的好处/strong>

1.4 MemCache的工作流程

客户端把请求先发送给代理服务器（一般是nginx）
先检查客户端的请求数据是否在memcached中，如有，直接把请求数据返回，不再对数据库进行任何操作
如果请求的数据不在memcached中，就去查数据库，把从数据库中获取的数据返回给客户端
同时把数据缓存一份到memcached中（memcached客户端不负责，需要程序明确实现）
每次更新数据库的同时更新memcached中的数据，保证一致性 当分配给memcached内存空间用完之后，会使用LRU（Least Recently Used，最近最少使用）策略加上到期失效策略 失效数据首先被替换，然后再替换掉最近未使用的数据
Memcache是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统，通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表
它能够用来存储各种格式的数据，包括图像、视频、文件以及数据库检索的结果等
简单的说就是将数据调用到内存中，然后从内存中读取，从而大大提高读取速度 Memcache是danga的一个项目，最早是LiveJournal 服务的，最初为了加速 LiveJournal 访问速度而开发的，后来被很多大型的 站采用
Memcached是以守护程序(监听)方式运行于一个或多个服务器中，随时会接收客户端的连接和操作

1.5 Memcache特性和限制

在 Memcached中可以保存的item数据量是没有限制的，只要内存足够 。
Memcached单进程在32位系统中最大使用内存为2G，若在64位系统则没有限制,这是由于32位系统限制单进程最多可使用2G内存
要使用更多内存，可以分多个端口开启多个Memcached进程
最大30天的数据过期时间,设置为永久的也会在这个时间过期，常量REALTIME_MAXDELTA，606024*30控制
最大键长为250字节，大于该长度无法存储，常量KEY_MAX_LENGTH 250控制
单个item最大数据是1MB，超过1MB数据不予存储，常量POWER_BLOCK 1048576进行控制，它是默认的slab大小
最大同时连接数是200，通过 conn_init()中的freetotal进行控制，最大软连接数是1024，通过settings.maxconns=1024 进行控制 跟空间占用相关的参数：settings.factor=1.25, settings.chunk_size=48， 影响slab的数据占用和步进方式
memcached是一种无阻塞的socket通信方式服务，基于libevent库，由于无阻塞通信，对内存读写速度非常之快
memcached分服务器端和客户端，可以配置多个服务器端和客户端，应用于分布式的服务非常广泛
memcached作为小规模的数据分布式平台是十分有效果的 memcached是键值一一对应，key默认最大不能超过128个字
节，value默认大小是1M，也就是一个slabs
如果要存2M的值（连续的），不能用两个slabs，因为两个slabs不是连续的，无法在内存中 存储，故需要修改slabs的大小
多个key和value进行存储时，即使这个slabs没有利用完，那么也不会存放别的数据
可支持C/C++、Perl、PHP、Python、Ruby、Java、C#、Postgres、Chicken
Scheme、Lua、MySQL和Protocol等语言客户端

1.6 实验思想

osi七层模型每一层都会加上属于自己的缓存
现在我们给lnmp中的php和nginx可以加上缓存，最后将mysql加上缓存
服务器一般不会把数据直接存储在自己上面，存储有专门的地方
交叉存储可以保证正常运行，数据共享，都会存储一份，本地存储+交叉存储
当服务器和自己的存储设备都坏了，也可以在其他服务器的存储器上找到自己的数据，可以保证客户正常访问
如何给php加缓存
从初级php开始，再到nginx，再到后端服务器，一级一级加上缓存，客户访问的速率会越来越快
现在我们先给php加上缓存，使用memcache这个工具缓存，相当于mysql
（类似于加在前端的varnish，用来把数据缓存在内存里面，一旦重启数据都没有了）
数据是缓存在内存里面的，用户请求的时候直接读取缓存

2.互联 常见缓存软件

Memcached 纯内存 用来缓存后端数据库的数据(用户信息，帖子，博文等)
Memcachedb 内存+磁盘 新浪开发，Memcacehd+BDB 缓存后端数据库数据，直接做数据库用
Redis 内存+磁盘 作用同Memcachedb 主从复制，数据类型更丰富。
squid 内存+磁盘
varinish 内存
缓存静态图片，JS，CSS，HTML，视频等。CDN就是利用这类软件做的分布式缓存。

3 搭建memcache

以下配置过程中使用到的相关资源是建立在PHP源码编译成功的基础上
（1）解压

（10） 将下面的文件复制到/usr/local/lnmp/nginx/html/默认发布目录下

（13）安装ab命令，压力测试，模拟5000请求量
测试是否加速了访问：

（14）测试没有经过memcache的页面

其实这两个php文件(index.php、example.php)都相当于放在nginx代理服务器下web资源
客户访问的时候先去问nginx代理服务器 如果请求的是静态资源，nginx会直接将静态缓存的资源返回给客户
如果请求的是动态资源，nginx会通过php去找fsatcgi去加载数据库，再把资源给客户端
客户通过php访问后端资源慢，客户通过php的memcache缓存直接访问缓存在内存中的数据很快
类似于在php服务上面加了memcache服务，就可以缓存数据，使的数据的访问更快（也可以说是备份）
其实memcache.php只是一个管理员的页面而已