Memcached

Memcached 是一个高性能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，从而提高动态、数据库驱动网站的速度。Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。其守护进程（daemon ）是用C写的，但是客户端可以用任何语言来编写，并通过memcached协议与守护进程通信。

Memcached安装和基本使用

Memcached安装：

wget http://memcached.org/latest 
tar -zxvf memcached-1.x.x.tar.gz 
cd memcached-1.x.x 
./configure  && make  && make test  && sudo make install
#  PS：依赖libevent
 yum install libevent-devel 
apt-get install libevent-dev

启动Memcached

memcached -d -m 10 -u root -l 10.211.55.4 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid 
参数说明: -d 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 
                  -u 是运行Memcache的用户 
                  -l 是监听的服务器IP地址 
                  -p 是设置Memcache监听的端口,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，按照你服务器的负载量来设定 
                  -P 是设置保存Memcache的pid文件

Memcached命令

存储命令: set/add/replace/append/prepend/cas 
获取命令: get/gets 
其他命令: delete/stats..

Python操作Memcached

安装API
python操作Memcached使用Python-memcached模块
下载安装：https://pypi.python.org/pypi/python-memcached
1、第一次操作

import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) mc.set("foo", "bar") 
ret = mc.get('foo') 
print ret

Ps：debug = True 表示运行出现错误时，现实错误信息，上线后移除该参数。

2、天生支持集群

python-memcached模块原生支持集群操作，其原理是在内存维护一个主机列表，且集群中主机的权重值和主机在列表中重复出现的次数成正比

主机 权重 1.1.1.1 1 
                1.1.1.2 2 
                1.1.1.3 1 
那么在内存中主机列表为： host_list = ["1.1.1.1", "1.1.1.2", "1.1.1.2", "1.1.1.3", ]

如果用户根据如果要在内存中创建一个键值对（如：k1 = "v1"），那么要执行一下步骤：

• 根据算法将 k1 转换成一个数字
• 将数字和主机列表长度求余数，得到一个值 N（ 0 <= N < 列表长度 ）
• 在主机列表中根据 第2步得到的值为索引获取主机，例如：host_list[N]
• 连接 将第3步中获取的主机，将 k1 = "v1" 放置在该服务器的内存中

代码实现如下：

mc = memcache.Client([('1.1.1.1:12000', 1), ('1.1.1.2:12000', 2), ('1.1.1.3:12000', 1)], debug=True) 
mc.set('k1', 'v1')

3、add 添加一条键值对，如果已经存在的 key，重复执行add操作异常

#!/usr/bin/env python #
 -*- coding:utf-8 -*-
 import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
mc.add('k1', 'v1') # mc.add('k1', 'v2') # 报错，对已经存在的key重复添加，失败！！！

4、replace replace 修改某个key的值，如果key不存在，则异常

#!/usr/bin/env python #
 -*- coding:utf-8 -*-
 import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
# 如果memcache中存在kkkk，则替换成功，否则一场 mc.replace('kkkk','999')

5、set 和 set_multi

set 设置一个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改 set_multi 设置多个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改

#!/usr/bin/env python #
 -*- coding:utf-8 -*- 
import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
mc.set('key0', 'wupeiqi') 
mc.set_multi({'key1': 'val1', 'key2': 'val2'})

6、delete 和 delete_multi

delete 在Memcached中删除指定的一个键值对 delete_multi 在Memcached中删除指定的多个键值对

#!/usr/bin/env python #
 -*- coding:utf-8 -*- 
import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
mc.delete('key0') 
mc.delete_multi(['key1', 'key2'])

7、get 和 get_multi

get 获取一个键值对 get_multi 获取多一个键值对

#!/usr/bin/env python # 
-*- coding:utf-8 -*-
 import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
val = mc.get('key0') 
item_dict = mc.get_multi(["key1", "key2", "key3"])

8、append 和 prepend

append 修改指定key的值，在该值 后面 追加内容 prepend 修改指定key的值，在该值 前面 插入内容

#!/usr/bin/env python # 
-*- coding:utf-8 -*-
 import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
# k1 = "v1" 
mc.append('k1', 'after') 
# k1 = "v1after" 
mc.prepend('k1', 'before') 
# k1 = "beforev1after"

9、decr 和 incr　

incr 自增，将Memcached中的某一个值增加 N （ N默认为1 ） decr 自减，将Memcached中的某一个值减少 N （ N默认为1 ）

#!/usr/bin/env python # 
-*- coding:utf-8 -*- 
import memcache mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True) 
mc.set('k1', '777')
 mc.incr('k1') 
# k1 = 778
 mc.incr('k1', 10) 
# k1 = 788 mc.decr('k1') # k1 = 787 
mc.decr('k1', 10) 
# k1 = 777

10、gets 和 cas

如商城商品剩余个数，假设改值保存在memcache中，product_count = 900 A用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900 B用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900

如果A、B用户均购买商品

A用户修改商品剩余个数 product_count＝899 B用户修改商品剩余个数 product_count＝899

如此一来缓存内的数据便不在正确，两个用户购买商品后，商品剩余还是 899 如果使用python的set和get来操作以上过程，那么程序就会如上述所示情况！

如果想要避免此情况的发生，只要使用 gets 和 cas 即可，如：

#!/usr/bin/env python #
 -*- coding:utf-8 -*-
 import memcache mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True,cache_cas=True) 
v = mc.gets('product_count') 
# ... # 如果有人在gets之后和cas之前修改了product_count，那么，下面的设置将会执行失败，剖出异常，从而避免非正常数据的产生 
mc.cas('product_count', "899")

Ps：本质上每次执行gets时，会从memcache中获取一个自增的数字，通过cas去修改gets的值时，会携带之前获取的自增值和memcache中的自增值进行比较，如果相等，则可以提交，如果不想等，那表示在gets和cas执行之间，又有其他人执行了gets（获取了缓冲的指定值）， 如此一来有可能出现非正常数据，则不允许修改。

二、操作Mmecached

1. 安装API

python -m pip install python-memcached

2. 启动memcached

memcached -d -u root -p 12000 -m 50
memcached -d -u root -p 12001 -m 50
memcached -d -u root -p 12002 -m 50

参数说明:

-d 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

-u 是运行Memcache的用户

-l 是监听的服务器IP地址

-p 是设置Memcache监听的端口,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，按照你服务器的负载量来设定

-P 是设置保存Memcache的pid文件

3. Python Memcached模块对于memcached集群的支持

python-memcached模块原生支持集群操作，其原理是在内存维护一个主机列表，且集群中主机的权重值和主机在列表中重复出现的次数成正比

主机 权重 1.1.1.1 1
                 1.1.1.2 2
                 1.1.1.3 1 

那么在内存中主机列表为：
 host_list = ["1.1.1.1", "1.1.1.2", "1.1.1.2", "1.1.1.3", ]

如果用户根据如果要在内存中创建一个键值对（如：k1 = "v1"），那么要执行一下步骤：

• 根据算法将 k1 转换成一个数字
• 将数字和主机列表长度求余数，得到一个值 N（ 0 <= N < 列表长度 ）
• 在主机列表中根据 第2步得到的值为索引获取主机，例如：host_list[N]
• 连接 将第3步中获取的主机，将 k1 = "v1" 放置在该服务器的内存中

代码实现如下：

mc = memcache.Client([('1.1.1.1:12000', 1), ('1.1.1.2:12000', 2), ('1.1.1.3:12000', 1)], debug=True) 
mc.set('k1', 'v1')

4. add(keyname, value)

add 新增一个key，如果key存在则报错

obj.add('k1', 'v1') 
obj.add('k1', 'v1') 
v1 = obj.get('k1') 
print('v1: ', v1) 
out: MemCached: while expecting 'STORED', got unexpected response 'NOT_STORED' # 如果添加的key存在，则报错 
v1: v1

5. replace(keyname, new_value)

obj.replace('k1', 'new_v1') 
v1 = obj.get('k1') 
print('v1: ', v1) 
out: 
v1: new_v1

6. set 和 set_multi

set 设置一个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改

get 获取一个键值对

set_multi 设置多个键值对，如果key不存在，则创建，如果key存在，则修改

get_multi 获取多个键值对

# set 和 get 
obj.set('k1', 'modify_v1') 
obj.set('k2', 'newadd_v2') 
v1 = obj.get('k1') 
print('v1: ', v1) 
v2 = obj.get('k2') 
print('v2: ', v2) 
out: v1: modify_v1 
v2: newadd_v2


# set_multi 和 get_multi 
obj.set_multi({'k3':'v3', 'k4':'v4'})
 print(obj.get_multi(['k3','k4'])) 
out:
 {'k3': 'v3', 'k4': 'v4'}

7. delete 和 delete_multi

obj.delete('k1') # 如果key存在，则删除，key不存在，也不报错 
print(obj.get('k1'))
 out: 
None


obj.delete_multi(['k3', 'k4']) # 批量删除key，不存在也不报错
 print(obj.get_multi(['k3','k4'])) 
out:
 {}

8. append 和 prepend

append 修改指定key的值，在该值 后面 追加内容 prepend 修改指定key的值，在该值 前面 插入内容

obj.add('k1', 'middle') 
obj.append('k1','-right') 
obj.prepend('k1', 'left-') 
print(obj.get('k1')) 
out: 
left-middle-right

9. decr 和 incr

incr 自增，将Memcached中的某一个值增加 N （ N默认为1 ） decr 自减，将Memcached中的某一个值减少 N （ N默认为1 ）

obj.set('k2', '0') 
obj.incr('k2',delta=2) 
print(obj.get('k2')) 
obj.decr('k2') # 默认delta=1 
print(obj.get('k2')) 
out: 
2 
1

10. gets 和 cas

如商城商品剩余个数，假设改值保存在memcache中，product_count = 900 A用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900 B用户刷新页面从memcache中读取到product_count = 900

如果A、B用户均购买商品

A用户修改商品剩余个数 product_count＝899 B用户修改商品剩余个数 product_count＝899

如此一来缓存内的数据便不在正确，两个用户购买商品后，商品剩余还是 899 如果使用python的set和get来操作以上过程，那么程序就会如上述所示情况！

如果想要避免此情况的发生，只要使用 gets 和 cas 即可，如：

#!/usr/bin/env python #
 -*- coding:utf-8 -*- 
import memcache 
mc = memcache.Client(['10.211.55.4:12000'], debug=True, cache_cas=True) 
v = mc.gets('product_count') # ... # 如果有人在gets之后和cas之前修改了product_count，那么，下面的设置将会执行失败，抛出异常，
从而避免非正常数据的产生 mc.cas('product_count', "899")

Ps：本质上每次执行gets时，会从memcache中获取一个自增的数字，通过cas去修改gets的值时，会携带之前获取的自增值和memcache中的自增值进行比较，如果相等，则可以提交，如果不想等，那表示在gets和cas执行之间，又有其他人执行了gets（获取了缓冲的指定值）， 如此一来有可能出现非正常数据，则不允许修改。