扫盲：php session缓存至memcached中的方法
memcached是一套分布式的快取系統(tǒng)，當(dāng)初是Danga?Interactive為了LiveJournal所發(fā)展的，但被許多軟件（如MediaWiki）所使用。這是一套開放源代碼軟件，以BSD?license授權(quán)協(xié)議發(fā)布。[1]
memcached僅支持一些非常簡單的命令?比如get（獲取某個鍵值）?set（用來設(shè)定或保存一個緩存）；
其本身是緩存服務(wù)器，但本身無法決定緩存任何數(shù)據(jù)，其緩存機(jī)制依賴于服務(wù)端和客戶端兩者必不可少（存儲是由服務(wù)端進(jìn)行存儲，但存儲什么是由客戶端進(jìn)行決定的）
因此客戶端要自己提供緩存的鍵名以及時長、標(biāo)志位、整個數(shù)據(jù)大小等等
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例如：只存儲hello?但只存儲60秒
set?key?5?60?hello
并告知服務(wù)器端，這樣存儲過了60秒后，由服務(wù)端進(jìn)行清除數(shù)據(jù)
但是其工作機(jī)制非常獨(dú)特，其緩存功能是基于Lazy模型的：
只要空間未滿則不清理
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那么問題來了：如果空間過小，而需緩存的內(nèi)容過大的話，那么導(dǎo)致緩存抖動非常嚴(yán)重，存完即清理其次再去緩存這樣會導(dǎo)致命中率下降，而毫無意義
有些時候，有些數(shù)據(jù)管理不善有可能導(dǎo)致緩存崩潰等
如果memcached崩潰僅導(dǎo)致業(yè)務(wù)層的影響，最多是速度降低?而不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)層
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memcached如何實(shí)現(xiàn)緩存的
memcached通過內(nèi)存進(jìn)行緩存數(shù)據(jù)，但并不實(shí)現(xiàn)持久緩存
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存數(shù)數(shù)據(jù)的下限：
最小為48字節(jié)
最大不能超過1MB
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但存儲的數(shù)據(jù)大小有可能不一致，比如：
index.html10k
test.jpg34k
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那memcached如何在內(nèi)存中管理緩存數(shù)據(jù)
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假如我們分別存儲不同大小的數(shù)據(jù)以上為例
很顯然只要分配一個足夠大的空間就可以了，但是在內(nèi)存中去找對應(yīng)的數(shù)據(jù)我們必須要有對應(yīng)的緩存對象的邊界（起始存儲位地址和結(jié)束存儲位地址）將其當(dāng)做獨(dú)立的單位來管理
等其緩存失效了，空間會被騰出，時間久了可能會帶來碎片，因?yàn)榇鎯Φ亩际欠浅Ｐ〉臄?shù)據(jù)單元，按理說如果再想高速利用則會困難，所以在這種機(jī)制下memcached的存儲數(shù)據(jù)?查詢數(shù)據(jù)等操作都是非常緩慢的
由此，不停快速基于內(nèi)存的申請、釋放反復(fù)操作，這種釋放本身也消耗大量的資源和時間
因此我們需要一種高效的機(jī)制來解決內(nèi)存的創(chuàng)建和釋放的問題
對于memcached來講首要必須解決這類內(nèi)存碎片問題，不然由于內(nèi)存的碎片導(dǎo)致進(jìn)程運(yùn)行的非常緩慢
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在linux內(nèi)核中引入了兩種機(jī)制避免內(nèi)存碎片
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1.buddy?system????伙伴系統(tǒng)
為了實(shí)現(xiàn)整個內(nèi)存中以頁面方式管理內(nèi)存的時候有足夠大的連續(xù)內(nèi)存空間可用的，在物理內(nèi)存中，事實(shí)上內(nèi)存的管理和分配在內(nèi)核級別通常以頁面方式分配和使用的
通常是4k大小一個頁面，buddy就是為了將這些零碎的、空閑的合并成一個連續(xù)的大的內(nèi)存空間，這樣就避免了頁面之間產(chǎn)生碎片的，因此，其主要目的是為了避免內(nèi)存外碎片
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2.slab?allocator??slab分配器
實(shí)現(xiàn)將存儲小于頁面單位的非常小的數(shù)據(jù)內(nèi)存結(jié)構(gòu)的時候之前事先分配并隨時等待有需求的進(jìn)程或要存儲的對象使用，當(dāng)我們使用之后它也不會自動消毀結(jié)構(gòu)而是隨時重復(fù)使用
避免內(nèi)存內(nèi)部碎片
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最新版本的memcached使用的是增長因子（growth?factor）來明確定義起始點(diǎn)開始依次增長
比如：
我們定義增長因子為其2倍
我們存儲一個單位為48bytes,那么會分配其48*2?=?96bytes
如果增長因子為1.1倍
那么48+48*1.1
一旦存儲空間滿了，則會清理，沒有存滿則不會清理數(shù)據(jù)
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memcached也支持分布式緩存基礎(chǔ)概念
memcached也支持分布式緩存，但是彼此之間不會通信，但是一個memcached也不會緩存過多數(shù)據(jù)，如果將來緩存的數(shù)據(jù)很大的話，那只能使用多臺memcached提供服務(wù)
假設(shè)這么一個場景：
前端的應(yīng)用服務(wù)器很多，這些服務(wù)器角色都需要連接至數(shù)據(jù)庫，為了加速數(shù)據(jù)庫的性能，可對其提供memcached服務(wù)器，經(jīng)過一段時間觀察，我們的memcached數(shù)據(jù)庫緩存過多，請求量過大一臺機(jī)器根本扛不住，這時需要對其擴(kuò)容。
于是我們又加入了一臺memcached，但是memcached服務(wù)器之間是不能通信的
所以某一應(yīng)用服務(wù)器A?要緩存數(shù)據(jù)不能只盯一臺memcached，所以我們要讓其輪流來提供服務(wù)，但是對memcached而言它的分布式算法是在應(yīng)用程序（客戶端）中實(shí)現(xiàn)的，而不是取決于服務(wù)器自身
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客戶端是如何分布式調(diào)度服務(wù)端
需要一定分布式算法，和調(diào)度器
（如果memcached非常多的話，完全可以使用第三方調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度，比如nginx+持久連接）
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或一致性哈希算法：
參考：http://blog.csdn.net/kongqz/article/details/6695417
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總結(jié)：
1、在內(nèi)存中緩存
2、內(nèi)存要使用slab?allocator將其分配成很多slab?trunk,每個trunk用來存儲一類數(shù)據(jù)的，而真正存的數(shù)據(jù)很有可能不會被精確匹配，而我們需要給其找一個最佳的匹配機(jī)制就是用來slab?trunk來存儲?但是難免會浪費(fèi)內(nèi)存空間，但是可以讓我們內(nèi)存分配效率非常高
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安裝配置memcached服務(wù)
Memcached依賴于libeventAPI庫，所以首先要安裝libevent
[root@testtools]#?tar?xf?libevent-2.0.21-stable.tar.gz?
[root@testtools]#?cd?libevent-2.0.21-stable
[root@testlibevent-2.0.21-stable]#?./configure?--prefix=/usr/local/memcached--with-libevent=/usr/local/libevent
[root@testlibevent-2.0.21-stable]#?make?&&?make?install
安裝memcached
[root@testtools]#cd?memcached-1.4.15
[root@testmemcached-1.4.15]#?./configure?--prefix=/usr/local/memcached--with-libevent=/usr/local/libevent?&&?make?&&?make?install
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啟動memcached
啟動之前我們先來看一下memcahced關(guān)鍵的幾個參數(shù)
關(guān)鍵參數(shù)說明
[root@node1bin]#?./memcached?-h
-p?監(jiān)聽tcp協(xié)議的監(jiān)聽端口
-T?監(jiān)聽UDP協(xié)議id監(jiān)聽端口默認(rèn)都是11211?
-s?如果只在本地通信那么可以將其監(jiān)聽在某個套接字上，比如mysql.scok?能夠利用共享內(nèi)存方式進(jìn)行通信的
-c?最大并發(fā)連接數(shù)
-l?監(jiān)聽的地址，如果服務(wù)器有多塊網(wǎng)卡，那么用-l來指定監(jiān)聽的某個網(wǎng)卡上
-d?以一個服務(wù)方式運(yùn)行
-r?設(shè)定最大內(nèi)核大小限制
-u?以某個用戶身份運(yùn)行
-m??以兆為單位指定memcached最大內(nèi)存可用空間
-t?用于處理入站請求最大的線程數(shù)，僅在memcached編譯時開啟了支持線程才有效，而linux對線程支持是非常有限的，所以不用關(guān)心了
-f?設(shè)定slab定義預(yù)先分配內(nèi)存空間大小固定的塊時使用的增長因子
-n?最小的存儲單位是多大，默認(rèn)是48字節(jié)，單位是字節(jié)
-P?指定pid文件
-L?視圖使用最多的內(nèi)存空間
-S?啟用SSL認(rèn)證功能
啟動memcached
這里先放在前臺運(yùn)行，并觀察其增長因子，如下所示：
[root@testbin]#?/usr/local/memcached/bin/memcached?-m?128?-n?20?-f?1.25?-vv?-u?nobody
slabclass1:?chunksize72?perslab14563
slabclass2:?chunksize96?perslab?10922
slabclass3:?chunksize120?perslab?8738
slabclass4:?chunksize?152?perslab?6898
slabclass5:?chunksize192?perslab5461
slabclass6:?chunk?size240?perslab4369
slabclass7:?chunk?size304?perslab3449
#################中間略#################
slabclass40:?chunk?size493552?perslab2
slabclass41:?chunk?size616944?perslab1
slabclass42:?chunk?size771184?perslab1
slabclass43:?chunksize1048576perslab1
<26server?listening?(auto-negotiate)
<27server?listening?(auto-negotiate)
<28send?buffer?was?229376,?now?268435456
<28server?listening?(udp)
<29send?buffer?was?229376,?now?268435456
<29server?listening?(udp)
<28server?listening?(udp)
<29server?listening?(udp)
<28server?listening?(udp)
<29server?listening?(udp)
<28server?listening?(udp)
<29server?listening?(udp)
chunk?size?表示最小為72?以1.25倍的方式增加
slab?class?表示分配給Slab之后根據(jù)slab的大小切分成chunk,chunk用于緩存記錄,特定大小的chunk組稱為slab?class
perslab?表示一共有多少個空閑空間可用
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結(jié)束進(jìn)程，將增長因子換種方式增長，并觀察效果
[root@testbin]#?/usr/local/memcached/bin/memcached?-m?128?-n?20?-f?1.1?-vv?-u?nobody
slabclass1:?chunksize72perslab14563
slabclass2:chunk?size80?perslab13107
slabclass3:chunk?size88?perslab11915
slabclass4:?chunksize96perslab10922
slabclass5:?chunk?size112?perslab9362
slabclass6:?chunk?size128?perslab8192
###################中間略#################
slabclass95:?chunk?size750904?perslab1
slabclass96:?chunk?size826000?perslab1
slabclass97:?chunk?size908600?perslab1
slab?class98:?chunk?size1048576?perslab1
以上，我們很明確對比出其差別
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由此接下來我們就將其放在后臺運(yùn)行，加入-d參數(shù)
[root@testbin]#?/usr/local/memcached/bin/memcached?-m?128?-n?20?-f?1.1-u?nobody?-d
查看監(jiān)聽端口
[root@testbin]#netstat?-lntup?|?grep?memcache
tcp00?0.0.0.0:112110.0.0.0:*LISTEN9464/memcached
tcp00?:::11211:::*LISTEN9464/memcached
udp00?0.0.0.0:112110.0.0.0:*9464/memcached
udp00?:::11211:::*9464/memcached
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連接memcahced
[root@testbin]#?telnet?127.0.0.1?11211
使用add命令為memcahced新建鍵
格式：
addkeyname?flag??timeout??datasize
例如：
addmykey?0?10?12
Hello?world!
<30add?mykey?0?10?12
hello
<30add?mykey?0?10?12
hello
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讓php支持memcached
[root@testtools]#?tar?xf?memcache-2.2.6.tgz
[root@test?tools]#?cd?memcache-2.2.6
[root@testmemcache-2.2.6]#?/usr/local/php/bin/phpize
Configuringfor:
PHP?ApiVersion:20100412
ZendModule?Api?No:20100525
ZendExtension?Api?No:220100525
[root@testmemcache-2.2.6]#?./configure?--with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config--enable-memcache
[root@testmemcache-2.2.6]#?make?&&?make?install
編譯成功后，可以看到有如下反饋信息，將其路徑記下
Installingshared?extensions:/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20100525/
查看模塊是否存在
[root@testmemcache-2.2.6]#ls/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20100525/
memcache.so
將其模塊寫入至php.d/目錄下
[root@testmemcache-2.2.6]#?echo'extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20100525/memcache.so'>/etc/php.d/memcache.ini
重啟fastcgi
[root@testmemcache-2.2.6]#?/etc/init.d/php-fpm?restart
訪問phpinfo，并查看是否有memcache模塊擴(kuò)展，如下所示：
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對memcached功能進(jìn)行測試
建立php測試頁面，內(nèi)容如下：
[root@node1htdocs]#?vim?test.php
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<?php
$mem?=?new?Memcache;
;創(chuàng)建memcache對象連接其11211端口?，如果能連接則說明可以訪問memcache
$mem->connect("127.0.0.1",?11211)??or?die("Could?notconnect");?
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;如果服務(wù)能連接上，則顯示其版本號是多少
$version?=?$mem->getVersion();
echo?"Server's?version:?".$version."<br/>\n";
;并且創(chuàng)建key名稱為hellokey?內(nèi)容為hello?world?期限為600秒，這里沒有長度，其會自動判斷長度
$mem->set('hellokey',?'Hello?World',?0,?600)?or?die("Failed?to?savedata?at?the?memcached?server");
echo?"Store?data?in?the?cache?(data?will?expire?in?600seconds)<br/>\n";
$get_result?=?$mem->get('hellokey');
echo?"$get_result?is?from?memcached?server.";????
?>
訪問測試：
連接memcahced?，可以看到，我們保存的鍵值與上一致
[root@testhtdocs]#telnet?127.0.0.1?11211
Trying127.0.0.1...
Connectedto?127.0.0.1.
Escapecharacter?is?'^]'.
get?hellokey
VALUEhellokey?0?11
HelloWorld
END
由此可見，我們的php可以使用memcache了
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將php的session會話信息保存至memcached當(dāng)中
編輯php.ini配置文件
找到session相關(guān)參數(shù)
session.save_handler=?files?????#默認(rèn)是使用文件保存session的
更改為：
session.save_handler=?memcache
session.save_path="tcp://127.0.0.1:11211?persistent=1&weight=1&timeout=1&retry_interval=15"
如果memcahced使用的是公網(wǎng)服務(wù)器的話最好使用其公網(wǎng)地址
保存退出并重啟服務(wù)
[root@testhtdocs]#?/etc/init.d/php-fpm?restart
Gracefullyshutting?down?php-fpm?.?done
Startingphp-fpmdone
創(chuàng)建測試頁setsession.php
[root@testhtdocs]#?cat?setsession.php
<?php
session_start();
if(!isset($_SESSION['test']))?{
$_SESSION['test']?=?time();
}
print$_SESSION['test'];
print"<br><br>";
print"Session?ID:?"?.?session_id();
?>
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新建php頁面showsess.php，獲取當(dāng)前用戶的會話ID：
[root@testhtdocs]#?cat?showsess.php
<?php
session_start();
$memcache_obj=?new?Memcache;
$memcache_obj->connect('127.0.0.1',11211);
$mysess=session_id();
var_dump($memcache_obj->get($mysess));
$memcache_obj->close();
?>
而后找一其他主機(jī)，使用負(fù)載均衡輪詢到不同的主機(jī)上，可以發(fā)現(xiàn)無論刷新至哪個頁面?其用戶的session是一樣的
訪問setsession.php
1399775256?????????#為獲取時間
Session?ID:?9a0itlgjlurghq83ibvmol5pc7?????#為session的id號
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獲取session
可以看到其時間是與上面setsession是一樣的
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總結(jié)
這樣一來比php將session保存在本地效率要快很多，如果以后要使用多臺memcached的話至于開發(fā)程序能否實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，到底是使用取余的算法還是使用一致性哈希的算法完全要看開發(fā)人員的決定了
感謝各位。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的扫盲：php session缓存至memcached中的方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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