Memcached全面解析并使用zabbix进行监控

Memcached是什么？
Memcached是一个分布式内存缓存服务器，用于缓存数据库查询结果，减少数据库的访问次数，提高动态web页面的速度及扩展性。
Memcached的特征
a.协议简单，Memcached使用简单的文本行协议
b.基于libevent的事件处理
c.内置内存存储方式
d.每个Memcached服务器之间互不通信
e.Memcached使用key-value的方式进行储存
Libevent: Libevent 是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能事件通知库，主要有以下几个亮点：事件驱动（ event-driven），高性能;轻量级，专注于网络，不如 ACE 那么臃肿庞大；源代码相当精炼、易读；跨平台，支持 Windows、 Linux、 *BSD 和 Mac Os；支持多种 I/O 多路复用技术， epoll、 poll、 dev/poll、 select 和 kqueue 等；支持 I/O，定时器和信号等事件；注册事件优先级。
Libevent 已经被广泛的应用，作为底层的网络库；比如 memcached、 Vomit、 Nylon、 Netchat等等。
Memcached的内存存储
由于传统的内存分配使用malloc函数和free函数进行内存分配，导致内存产生的大量的内存碎片，无法被利用。
Memcached采用Slab Allocator实现内存的分配。
Slab Allocator的原理：按照预先规定将内存分配成大小特定且不等的内存快（chunk），并把大小相等的内存快组织成组（slab class）。
Memcached如何通过Slab Allocator实现数据的缓存？
当一个数据到达Memcached时，Memcached根据数据的大小去选择大小适宜的slab，在通过chunk的空闲列表，选中出chunk将数据缓存上去。
Memcached在分配内存过程中怎么实现不等长的内存划分呢？
Memcached在启动时会指定growth factor因子，来控制每个slab之间的差异，并不是随意进行划分的。如：growth factor因子为2，前一个slab class中的每个chunk的大小为2，则下一个slab class中的每一个chunk的大小为4，就这样一次类推。默认Memcahed设置中growth factor的值为1.25

启动时指定Memcached的growth factor因子
[root@COS_Clone1 ~]#memcached -f 2 -vv
-f：指定growth factor因子-vv：查看过程

Memcached的超时原理
Memcached怎么去监控自己在内存中缓存的资源是否过期，其采用Lazy Expiration，Memcached不会自动的去监控并检测缓存在内存中的内容是否过期，当一个请求到来时，Memcached才会去检查请求资源的记录时间戳，检查记录是否过期，如没有过期再进行返回。
Memcached的删除的原理
Memcached在内存中缓存数据时，首先选用已经超时的空间来记录本次要缓存的记录，若内存空间不足以缓存时，Memcached会使用LRU（最近最少未被使用算法）来将资源空间分配给新的记录。
Memcached的分布式调度



假如web服务器要缓存一个数据库到Memcached服务器，那么要缓存在那个上呢？
其实Memcached API提供了几个调度算法
a.余数计算：
把将要缓存在Memcached上的记录的key值进行C32计算，再将计算结果与node数+1进行取余，得到的结果就是此数据要缓存的Memcached服务器。
缺点：
当进行增加或者移除节点时，缓存数据进行重组，无法获取与保存时相同的服务器，从而影响缓存的命中率。
b.Consistent hash：
将node节点的主机名进行HASH计算，并配置在0～2^23的圆上，再将资源的key值进行HASH计算，并映射在圆上，从映射位置顺时针查找，找到的第一个服务器就将数据保存在此服务器上。



Memcached的安装方式

下载方式：
[root@COS_Clone1 ~]#wget http://memcached.org/files/memcached-1.4.36.tar.gz安装： [root@COS_Clone1 ~]#tar -xzf memcached-1.4.36.tar.gz [root@COS_Clone1 ~]#mkdir /usr/local/memcached[root@COS_Clone1 ~]#yum install libeven-devel[root@COS_Clone1 ~]#cd memcached-1.4.36[root@COS_Clone1 memcached-1.4.36]# ./configure --prefix=/usr/local/memcached --bindir=/usr/local/bin --sbindir=/usr/local/sbin [root@COS_Clone1 memcached-1.4.36]#make && make install

Memcached的启动

[root@COS_Clone1 ~]#memcached -p 20001 -m 64m -d

Memcached状态查询

[root@COS_Clone1 bin]# memcached-tool 127.0.0.1:11211 stats#127.0.0.1:11211   Field       Value
accepting_conns           1
auth_cmds           0
auth_errors           0
bytes           0
bytes_read           7      读了多少字节
bytes_written           0      写了多少字节
cas_badval           0
cas_hits           0
cas_misses           0
cmd_flush           0
cmd_get           0      进行了多少次获取
cmd_set           0      进行多少次插入
conn_yields           0
connection_structures          11
curr_connections          10
curr_items           0
decr_hits           0
decr_misses           0
delete_hits           0
delete_misses           0
evictions           0
get_hits           0        命中多少次
get_misses           0
incr_hits           0
incr_misses           0
limit_maxbytes    67108864
listen_disabled_num           0
pid        4465
pointer_size          64
rusage_system    0.035994
rusage_user    0.000999
threads           4
time  1495460002
total_connections          11
total_items           0       内存中多少条记录
uptime          35
version       1.4.4

使用zabbix监听memcached
监听数据：命中多少，总过多少资源，多少次获取，多少次进行添加，读取字节书，写入字节数
1.在Memached的主机上安装zabbix

[root@COS_Clone1 ~]# yum install zabbix zabbix-agent
[root@COS_Clone1 ~]#vim /etc/zabbix_agent.conf
UserParameter=memcached.bytes_read[*],/usr/bin/memcached-tool $1:$2 stats |  grep "bytes_read" | awk '{print $2}'
UserParameter=memcached.bytes_written[*],/usr/bin/memcached-tool $1:$2 stats |  grep "bytes_written" | awk '{print $2}'
UserParameter=memcached.cmd_get[*],/usr/bin/memcached-tool $1:$2 stats |  grep "cmd_get" | awk '{print $2}'
UserParameter=memcached.cmd_set[*],/usr/bin/memcached-tool $1:$2 stats |  grep "cmd_set" | awk '{print $2}'
UserParameter=memcached.get_hits[*],/usr/bin/memcached-tool $1:$2 stats |  grep "get_hits" | awk '{print $2}'
UserParameter=memcached.total_items[*],/usr/bin/memcached-tool $1:$2 stats |  grep "total_items" | awk '{print $2}'

2.在另一台主机上安装zabbix-server并启动在web页面进行配置
configure->host->item(memcached host)
定义item：







定义Graphs



测试结果