LNMP部署+memcache缓存服务器

• MemCache 简介

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， 从而提高了网站访问的速度。 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。 另外，说一下为什么会有 Memcache 和 memcached 两种名称？其实 Memcache 是这个项目 的名称，而 memcached 是它服务器端的主程序文件名

MemCache 的官方网站为 http://memcached.org/

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 台服务器编号
3. 由服务器编号得到 MemCache 及其的 ip 地址和端口号
4. API 调用通信模块和指定编号的服务器通信，将数据写入该服务器，完成一次分布式缓 存的写操作

路由算法：

1. 余数算法

简单的路由算法可以使用余数 Hash:用服务器数目和缓存数据 KEY 的 hash 值相除，余数为服务器列表下标编号，假如某个 str 对应的 HashCode 是 52、服务器的数目是 3，取余数得到 1， str 对应节点 Node1，所以路由算法把 str 路由到 Node1 服务器上。由于 HashCode 随机性比 较强，所以使用余数 Hash 路由算法就可以保证缓存数据在整个 MemCache 服务器集群中有 比较均衡的分布。

1. 一致性算法

一致性 Hash 算法通过一个叫做一致性 Hash 环的数据结构实现 Key 到缓存服务器的 Hash 映 射

     MemCache实现原理：

1、访问数据的速度比传统的关系型数据库要快，因为 Oracle、MySQL 这些传统的关系型数 据库为了保持数据的持久性，数据存放在硬盘中，IO 操作速度慢

2、MemCache 的数据存放在内存中同时意味着只要 MemCache 重启了，数据就会消失

3、既然 MemCache 的数据存放在内存中，那么势必受到机器位数的限制，32 位机器最多只 能使用 2GB 的内存空间，64 位机器可以认为没有上限

Memcache 的工作流程：

1. 检查客户端的请求数据是否在 memcached 中，如果有，直接把请求数据返回，不再对数 据库进行任何操作，路径操作为①②③⑦
2. 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），路径操作为①②④⑤⑦⑥。
3. 每次更新数据库的同时更新 memcached 中的数据，保证一致性。
4. 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。

Memcached 特征：

协议简单

基于 libevent 事件处理

内置的内存管理方式

分布式

• centos+nginx+php+memcache+mysql

实验环境：

OS：CentOS Linux release 7.3.1611 (Core)

nginx：nginx-1.14.0.tar.gz

192.168.1.10

PHP+memcache：php-5.6.27.tar.gz+memcache-3.0.8.tgz

192.168.1.20

Memcached: memcached-1.4.33.tar.gz

          192.168.1.30

Mysql: mysql-5.7.22-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz

         192.168.1.40

1）安装nginx

解决依赖关系：

[[email protected] ~]# yum  -y  install  openssl-devel  pcre-devel

解压并编译安装：

[[email protected] ~]# tar zxf  nginx-1.14.0.tar.gz   -C  /usr/src/

[[email protected] ~]# cd  /usr/src/nginx-1.14.0/

[[email protected] nginx-1.14.0]# ./configure  --prefix=/usr/local/nginx1.14  --user=nginx  --group=nginx

[[email protected] nginx-1.14.0]# make  &&  make  install

优化并启动nginx：

[[email protected] ~]# useradd   nginx  -s  /sbin/nologin  -M

[[email protected] ~]# ln  -s  /usr/local/nginx1.14/sbin/nginx  /usr/local/sbin/

[[email protected] ~]# nginx

[[email protected] ~]# netstat  -anput  |  grep  80

2）安装php

安装libmcrypt：
[[email protected] ~]# tar zxf  libmcrypt-2.5.7.tar.gz  -C  /usr/src/

[[email protected] ~]# cd  /usr/src/libmcrypt-2.5.7/

[[email protected] libmcrypt-2.5.7]# ./configure  --prefix=/usr/local/libmcrypt  && make && make install

解决依赖关系：

[[email protected] ~]# yum  -y  install  libxml2-devel libcurl-devel openssl-devel  bzip2-devel

解压并编译安装php：

[[email protected] ~]# tar zxf  php-5.6.27.tar.gz  -C  /usr/src/

[[email protected] ~]# cd  /usr/src/php-5.6.27/

[[email protected] php-5.6.27]# ./configure  --prefix=/usr/local/php5.6 --with-mysql=mysqlnd --with-pdo-mysql=mysqlnd --with-mysqli=mysqlnd --with-openssl --enable-fpm --enable-sockets --enable-sysvshm --enable-mbstring --with-freetype-dir --with-jpeg-dir --with-png-dir --with-zlib --with-libxml-dir=/usr --enable-xml --with-mhash --with-mcrypt=/usr/local/libmcrypt --with-config-file-path=/etc --with-config-file-scan-dir=/etc/php.d --with-bz2 --enable-maintainer-zts

[[email protected] php-5.6.27]# make  &&  make  install

优化并启动php：

[[email protected] php-5.6.27]# cp  php.ini-production /etc/php.ini

[[email protected] php-5.6.27]# cp  sapi/fpm/init.d.php-fpm /etc/init.d/php-fpm

[[email protected] php-5.6.27]# chmod +x /etc/init.d/php-fpm

[[email protected] php-5.6.27]# chkconfig  --add  php-fpm

[[email protected] php-5.6.27]# chkconfig php-fpm  on

[[email protected] etc]# ln -s  /usr/local/php5.6/bin/*   /usr/local/bin/

[[email protected] php-5.6.27]# cd  /usr/local/php5.6/etc/

[[email protected] etc]# cp  php-fpm.conf.default php-fpm.conf

编辑配置文件：
[[email protected] etc]# vim  php-fpm.conf

修改如下：

listen = 127.0.0.1:9000--- listen = 0.0.0.0:9000

pm.max_children = 5-- pm.max_children = 300

pm.start_servers = 2-- pm.start_servers = 5

pm.min_spare_servers = 1-- pm.min_spare_servers = 5

pm.max_spare_servers = 3-- pm.max_spare_servers = 35

启动：

[[email protected] etc]# /etc/init.d/php-fpm  start

[[email protected] etc]# netstat  -anput  |  grep  9000

 

3)安装MySQL

使用脚本一键安装：

[[email protected] ~]# sh  mysql.sh

4）配置nginx配置文件：

[[email protected] ~]# vim  /usr/local/nginx1.14/conf/nginx.conf

去掉注释，并进行修改：

        location ~ \.php$ {

            root           /var/www/html;

            fastcgi_pass   192.168.1.20:9000;

            fastcgi_index  index.php;

            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;

            include        fastcgi.conf;

        }

重启nginx：

[[email protected] ~]# nginx -s reload

在php主机上生成一个php测试页：

[[email protected] ~]# mkdir  -p  /var/www/html

[[email protected] ~]# vim  /var/www/html/index.php

<?php

phpinfo();

?>

浏览器访问测试页：

5）安装memcached服务端

安装libevent-2.0.22-stable.tar.gz：

[[email protected] ~]# tar zxf libevent-2.0.22-stable.tar.gz  -C  /usr/src/

[[email protected] ~]# cd  /usr/src/libevent-2.0.22-stable/

[[email protected] libevent-2.0.22-stable]# ./configure   &&  make  &&  make  install

安装memcached：

[[email protected] ~]# tar zxf  memcached-1.4.33.tar.gz  -C  /usr/src/

[[email protected] ~]# cd  /usr/src/memcached-1.4.33/

[[email protected] memcached-1.4.33]# ./configure --prefix=/usr/local/memcached  --with-libevent=/usr/local

[[email protected] memcached-1.4.33]# make  &&  make  install

检测是否安装成功：

[[email protected] memcached-1.4.33]#  ls /usr/local/memcached/bin/memcached

/usr/local/memcached/bin/memcached

优化：

[[email protected] ~]# ln -s  /usr/local/memcached/bin/memcached   /usr/local/bin/

启动服务：

[[email protected] ~]# memcached -d -m 2048 -l 192.168.1.30 -p   11211  -c 10240 -P /usr/local/memcached/memcached.pid  -u  root

[[email protected] ~]# netstat  -anput  |  grep  11211

6）安装memcache客户端

memcache 分为服务端和客户端。服务端用来存放缓存，客户端用来操作缓存

[[email protected] ~]# tar zxf memcache-3.0.8.tgz  -C  /usr/src/

[[email protected] ~]# cd  /usr/src/memcache-3.0.8/

[[email protected] memcache-3.0.8]# phpize   //使用phpize生成./configure

[[email protected] memcache-3.0.8]# ./configure --enable-memcache  --with-php-config=/usr/local/php5.6/bin/php-config

[[email protected] memcache-3.0.8]# make  &&  make  install

安装完成后会有提示：

Installing shared extensions:     /usr/local/php5.6/lib/php/extensions/no-debug-zts-20131226/

将这个添加到php.ini文件的最后一行：

[[email protected] memcache-3.0.8]# vim  /etc/php.ini

extension=/usr/local/php5.6/lib/php/extensions/no-debug-zts-20131226/memcache.so

重启php：

[[email protected] memcache-3.0.8]# /etc/init.d/php-fpm  restart

7）测试：

[[email protected] ~]# vim  /var/www/html/test1.php

代码如下：

<?php

$memcache = new Memcache;

$memcache->connect('192.168.1.30', 11211) or die ("Could not connect");

$version = $memcache->getVersion();

echo "Server's version: ".$version."<br/>";

$tmp_object = new stdClass;

$tmp_object->str_attr = 'test';

$tmp_object->int_attr = 123;

$memcache->set('key', $tmp_object, false, 10) or die ("Failed to save data at the server");

echo "Store data in the cache (data will expire in 10 seconds)<br/>";

$get_result = $memcache->get('key');

echo "Data from the cache:<br/>";

var_dump($get_result);

?>

浏览器访问测试页面：

8）使用 memcache 实现 session 共享（在php主机上操作）

[[email protected] ~]# vim  /etc/php.ini

在最后一行写入：

session.save_handler = memcache

session.save_path = "tcp://192.168.1.30:11211?persistent=1&weight=1&timeout=1&retry_interval=15"

测试memcache可用性：

创建测试页：

[[email protected] ~]# vim  /var/www/html/test2.php

<?php

session_start();

if (!isset($_SESSION['session_time']))

{

$_SESSION['session_time'] = time();

}

echo "session_time:".$_SESSION['session_time']."<br />";

echo "now_time:".time()."<br />";

echo "session_id:".session_id()."<br />";

?>

重启php-fpm：

[[email protected] ~]# /etc/init.d/php-fpm  restart

浏览器访问：

根据这个session，在memcached里查询：

安装telnet：（在memcached主机上操作）

[[email protected] ~]# yum  -y  install  telnet

[[email protected] ~]# telnet  192.168.1.30  11211

get hkqo3n53tqcq6sa7v92dk130a5

 

quit退出

9）memcache服务连接mysql，并测试缓存数据库数据

[[email protected] ~]# mysql -uroot -p

mysql> grant all on *.*  to [email protected]'192.168.1.%' identified by '123.com';

mysql> create database testdb1;

mysql> use testdb1;

mysql> create table test1(id int not null auto_increment,name varchar(20) default null,primary key (id)) engine=innodb auto_increment=1 default charset=utf8;

mysql>  insert into test1(name) values ('tom1'),('tom2'),('tom3'),('tom4'),('tom5');

mysql> select  *  from  test1;

 

在php主机上创建测试脚本文件，测试memcache是否缓存成功：

[[email protected] ~]# vim  /var/www/html/test_db.php

脚本内容如下：

<?php

$memcachehost = '192.168.1.30';

$memcacheport = 11211;

$memcachelife = 60;

$memcache = new Memcache;

$memcache->connect($memcachehost,$memcacheport) or die ("Could not connect");

$query="select * from test1 limit 10";

$key=md5($query);

if(!$memcache->get($key))

{

$conn=mysql_connect("192.168.1.40","test","123.com");

mysql_select_db(testdb1);

$result=mysql_query($query);

while ($row=mysql_fetch_assoc($result))

{

$arr[]=$row;

}

$f = 'mysql';

$memcache->add($key,serialize($arr),0,30);

$data = $arr ;

}

else{

$f = 'memcache';

$data_mem=$memcache->get($key);

$data = unserialize($data_mem);

}

echo $f;

echo "<br>";

echo "$key";

echo "<br>";

//print_r($data);

foreach($data as $a)

{

echo "number is <b><font color=#FF0000>$a[id]</font></b>";

echo "<br>";

echo "name is <b><font color=#FF0000>$a[name]</font></b>";

echo "<br>";

}

?>

浏览器访问：mysql 表示 memcached 中没有内容

 

第二次访问：memcache 标志表示这次的数据是从 memcached 中取得的

 

查看缓存情况：

[[email protected] ~]# telnet  192.168.1.30  11211

输入stats就能看到

quit退出