Memcache分布式部署方案

2015-07-06

基础环境

其实基于PHP扩展的Memcache客户端实际上早已经实现，而且非常稳定。先解释一些名词，Memcache是danga.com的一个开源项目，可以类比于MySQL这样的服务，而PHP扩展的Memcache实际上是连接Memcache的方式。

首先，进行Memcache被安装具体可查看：
Linux下的Memcache安装：http://www.ccvita.com/257.html
Windows下的Memcache安装：http://www.ccvita.com/258.html；
其次，进行PHP扩展的安装，官方地址是http://pecl.php.net/package/memcache
最后，启动Memcache服务，比如这样,通过不同端口启动多个进程模拟分布式：

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/usr/local/bin/memcached -d -p 11211 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid
/usr/local/bin/memcached -d -p 11213 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid
/usr/local/bin/memcached -d -p 11214 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

启动三个只使用10M内存以方便测试。

参数说明：

-d选项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，我这里是512MB，
-u是运行Memcache的用户，我这里是root，
-l 是监听的服务器IP地址，如果有多个地址的话，我这里指定了服务器的IP地址192.168.0.1，
-p是设置Memcache监听的端口，我这里设置了11211，最好是1024以上的端口，
-c选项是最大运行的并发连接数，默认是1024，我这里设置了512，按照你服务器的负载量来设定，
-P是设置保存Memcache的pid文件，我这里是保存

分布式部署

PHP的PECL扩展中的memcache实际上在2.0.0的版本中就已经实现多服务器支持，现在都已经2.2.5了。请看如下代码

$memcache = new Memcache;
$memcache->addServer('localhost', 11211);
$memcache->addServer('localhost', 11213);
$memcache->addServer('localhost', 11214);
$memStats = $memcache->getExtendedStats();
print_r($memStats);

通过上例就已经实现Memcache的分布式部署，是不是非常简单。

分布式系统的良性运行

在Memcache的实际使用中，遇到的最严重的问题，就是在增减服务器的时候，会导致大范围的缓存丢失，从而可能会引导数据库的性能瓶颈。测试时可以通过关闭一个memcached进程，来测试数据是否存在，实例:

<?php
//第一次设置值后再作注释
$memcache = new Memcache;
$memcache->addServer('localhost', 11211);
//$memcache->set("mykey", "这个值在11213添加前添加的");
$memcache->addServer('localhost', 11213);
if (!$memcache) echo "Connection to memcached failed";
    /*
	$memcache->set("str_key", "String to store in memcached");
	$memcache->set("num_key", 123);
	$object = new StdClass;
	$object->attribute = 'test';
	$memcache->set("obj_key", $object);
	$array = Array('assoc'=>123, 345, 567);
	$memcache->set("arr_key", $array);
	*/
    var_dump($memcache->get('mykey'));
	var_dump($memcache->get('str_key'));
	var_dump($memcache->get('num_key'));
	var_dump($memcache->get('obj_key'));
$memStats = $memcache->getExtendedStats();
var_dump($memStats);
?>

测试时关闭其中一台，可能会导致数据丢失：

string '这个值在11213添加前添加的' (length=35)
string 'String to store in memcached' (length=28)
boolean false
boolean false

为了避免出现这种情况，请先看Consistent hashing算法，中文的介绍可以参考memcached全面剖析–4. memcached的分布式算法，通过存取时选定服务器算法的改变，来实现。

memcached虽然称为“分布式”缓存服务器，但服务器端并没有“分布式”功能。

修改PHP的Memcache扩展memcache.c的源代码中的

1	"memcache.hash_strategy" = standard

为

1	"memcache.hash_strategy" = consistent

重新编译，这时候就是使用Consistent hashing算法来寻找服务器存取数据了。
有效测试数据表明，使用Consistent hashing可以极大的改善增删Memcache时缓存大范围丢失的情况。

NonConsistentHash: 92% of lookups changed after adding a target to the existing 10
NonConsistentHash: 90% of lookups changed after removing 1 of 10 targets
ConsistentHash: 6% of lookups changed after adding a target to the existing 10
ConsistentHash: 9% of lookups changed after removing 1 of 10 targets

参考：http://www.ccvita.com/395.html
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