高性能内存对象缓存Memcached原理与部署

亚特兰蒂斯4532024-07-22 15:58

Memcached概述

  • 一套开源的高性能分布式内存对象缓存系统

  • 所有数据都存在内存中

  • 支持任意存储类型的数据

  • 提高网站的访问速度

  • 数据存储方式与数据过期方式

    • 数据存储方式：Slab Allocation
      • 按组分配内存，每次先分配一个Slab，相当于一个大小为1M的页然后再1M的空间里根据数据划分大小相同的Chunk

  • 数据过期方式

    • LRU：数据空间不足时，会根据LRU的情况淘汰最近最少使用的记录
    • Lazy Expiration：惰性过期，是指使用get时查看记录时间，从而检查记录是否已经过期

  • Memcached缓存机制

    • 当程序写入缓存数据请求时，Memcached的API接口将Key输入路由算法模块路由到集群中一台服务，之后由API接口与服务器进行通信，完成一次分布式缓存写入

  • Memcached路由算法

    • 求余hash算法
      • 先用key做hash运算得到一个整数，再做hash算法，根据玉树进行路由
      • 适合大多数据需求，但是不适合用在动态变化的环境中
    • 一致性hash算法
      • 按照hash算法把对应的key通过一定hash算法处理后映射形成一个首位相接闭合循环，然后通过使用与对象存储一样的hash算法将机器也映射到环中，顺时针方向计算将所有对象存储到离自己最近的机器中
      • 适合在动态辩护的环境中使用

  • Memcached分布式

    • 要依赖于Memcached的客户端来实现
    • 多个Memcached服务器是独立的
    • 分布式数据如何存储是由路由算法所决定的

单memcached节点缓存系统部署

shell 复制代码 
#安装 Libevent
[root@memcache1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@memcache1 ~]# yum -y install gcc*
[root@memcache1 ~]# tar zxvf libevent-2.1.8-stable.tar.gz 
[root@memcache1 ~]# cd libevent-2.1.8-stable
[root@memcache1 libevent-2.1.8-stable]# ./configure --prefix=/usr/local/libevent
[root@memcache1 libevent-2.1.8-stable]# make && make install
#安装 Memcached
[root@memcache1 ~]# tar zxvf memcached-1.5.1.tar.gz 
[root@memcache1 ~]# cd memcached-1.5.1
[root@memcache1 memcached-1.5.1]# ./configure --prefix=/usr/local/memcached --with-libevent=/usr/local/libevent
[root@memcache1 memcached-1.5.1]# make && make install
#设置 Memcached 服务脚本
[root@memcache1 ~]# vim /usr/local/memcached/memcached_service.sh
#!/bin/bash 
CMD="/usr/local/memcached/bin/memcached" 
start(){ 
  $CMD -d -m 128 -u root
}
stop(){ 
  killall memcached;
}
ACTION=$1
  case $ACTION in
  'start')
     start;;
  'stop')
     stop;;
'restart')
     stop
     sleep 2
     start;;
*) 
 echo 'Usage:{start|stop|restart}' 
esac 
#启动memcached
[root@memcache1 ~]# chmod 755 /usr/local/memcached/memcached_service.sh
[root@memcache1 ~]# /usr/local/memcached/memcached_service.sh start
[root@memcache1 ~]# netstat -anpt | grep memcached

#安装MemcachedAPI
[rootmMemcached-api ~]# yum -y install httpd mariadb mariadb-server php php-devel php-mysql
[rootmMemcached-api ~]# systemctl start mariadb
[rootmMemcached-api ~]# mysqladmin -u root password 'pwd123'
[rootmMemcached-api ~]# systemctl start httpd
#创建php测试页面
[rootmMemcached-api ~]#  vim /var/www/html/test1.php
<?php
phpinfo();
?>
#编译安装 Libmemcached
[root@memcached-api ~]# systemctl stop firewalld
[root@memcached-api ~]# setenforce 0
[root@memcached-api ~]# yum -y install gcc*
[root@memcached-api ~]# tar zxvf libmemcached-1.0.18.tar.gz 
[root@memcached-api ~]# cd libmemcached-1.0.18
[root@memcached-api libmemcached-1.0.18]# ./configure --prefix=/usr/local/libmemcached --with-memcached=/usr/local/memcached
[root@memcached-api libmemcached-1.0.18]# make && make install
#编译安装 Memcached 扩展
[root@memcached-api ~]# yum -y install zlib-devel
[root@memcached-api ~]# tar zxvf memcached-2.2.0.tgz 
[root@memcached-api ~]# cd memcached-2.2.0/
[root@memcached-api memcached-2.2.0]#phpize
[root@memcached-api memcached-2.2.0]# ./configure --with-php-config=/usr/bin/php-config --with-libmemcached-dir=/usr/local/libmemcached --disable-memcached-sasl --with-zlib-dir
[root@memcached-api memcached-2.2.0]# make && make install
#配置 PHP 添加 Memcached 组件
[root@memcached-api memcached-2.2.0]# vim /etc/php.ini
extension=memcached.so
[root@memcached-api memcached-2.2.0]# systemctl restart httpd

  • 通过 PHPinfo 查看是否已经添加 Memcached 扩展模块

shell 复制代码 
#测试 Memcached-API 功能 
[root@memcached-api ~]# vim /var/www/html/test.php
<?php 
$memcache = new Memcached(); 
$memcache->addServer('192.168.10.101', 11211); 
$memcache->set('key', 'Memcache test successful!', 0, 60); 
$result = $memcache->get('key'); 
unset($memcache); 
echo $result; 
?>

  • 访问测试

Memcached主主复制架构部署

shell 复制代码 
#设置主机名
主机：192.168.10.101
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname memcache1
[root@localhost ~]# bash
主机：192.168.10.102
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname memcache2
[root@localhost ~]# bash
#安装带有复制功能的 Memcached
#安装 Libevent
[root@memcache1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@memcache1 ~]# setenforce 0
[root@memcache1 ~]# yum -y install gcc* psmisc
[root@memcache1 ~]# tar zxvf libevent-2.1.8-stable.tar.gz 
[root@memcache1 ~]# cd libevent-2.1.8-stable
[root@memcache1 libevent-2.1.8-stable]# ./configure --prefix=/usr/local/libevent
[root@memcache1 libevent-2.1.8-stable]# make && make install
#安装memcached
[root@memcache1 ~]# tar zxvf memcached-1.2.8-repcached-2.2.tar.gz 
[root@memcache1 ~]# cd memcached-1.2.8-repcached-2.2
[root@Memcached1 memcached-1.2.8-repcached-2.2]# ./configure --prefix=/usr/local/memcached_replication --enable-replication --with-libevent=/usr/local/libevent
[root@memcache1 memcached-1.2.8-repcached-2.2]# vim memcached.c
#找到并删除以下内容
#if defined(__FreeBSD__) || defined(__APPLE__)
#endif
[root@memcache1 memcached-1.2.8-repcached-2.2]# make && make install
#启动memcached1服务
[root@memcache1 ~]# ln -s /usr/local/libevent/lib/libevent-2.1.so.6 /usr/lib64/
[root@Memcached1 ~]# /usr/local/memcached_replication/bin/memcached -d -u root -m 128 -x 192.168.10.102
#memcached2启动
[root@memcache1 ~]# ln -s /usr/local/libevent/lib/libevent-2.1.so.6 /usr/lib64/
[root@Memcached1 ~]# /usr/local/memcached_replication/bin/memcached -d -u root -m 128 -x 192.168.10.101
#使用 telnet 进行简单验证复制功能
[root@memcache1 ~]# yum -y install telnet
[root@memcache1 ~]# telnet 192.168.10.101 11211
set username 0 0 8    #自定义信息+永不过期+8个字节
12345678
STORED
get username
VALUE username 0 8
12345678
END
quit
#在 memcached2 上进行查看刚刚插入的键值
[root@memcache2 ~]# telnet 192.168.10.102 11211
get username
VALUE username 0 8
12345678
END

Memcached 主主复制+Keepalived高可用架构

shell 复制代码 
[root@memcache1 ~]# yum -y install keepalived
#配置主 keepalived
[root@memcache1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_01
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_script check_down {     #定义要执行的脚本
script "/etc/keepalived/memcached.sh"		#脚本路径和名称
interval 1		#间隔1秒执行一次
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP      #master角色不能设置nopreempt，所以此处要设置为BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100    #从主机的优先级要小于此数字
advert_int 1
nopreempt		#添加，此语句关闭了抢占功能，从主机不需要
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.100
}
track_script {		#调用前面的脚本
 check_down
}
}
#配置从keepalived
[root@memcache2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_02
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script check_down {     #定义要执行的脚本
script "/etc/keepalived/memcached.sh"		#脚本路径和名称
interval 1		#间隔1秒执行一次
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP      
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 99    #从主机的优先级要小于此数字
advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.100
}

track_script {		#调用前面的脚本
 check_down
}
}
#脚本内容 memcached1 memcached2 位置内容是一样的
[root@memcached2 keepalived]# vim /etc/keepalived/memcached.sh
#!/bin/bash
if [ $(ps -C memcached --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then
       systemctl stop keepalived
fi
#测试验证
[root@Memcached1 ~]# systemctl start keepalived 
[root@memcached2 ~]# systemctl start keepalived

[root@memcached2 keepalived]# vim /etc/keepalived/memcached.sh

#!/bin/bash

if [ $(ps -C memcached --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then

systemctl stop keepalived

fi

#测试验证

[root@Memcached1 ~]# systemctl start keepalived

[root@memcached2 ~]# systemctl start keepalived

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