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MemCached

JReno 2019-04-22 15:47 337 查看 https://blog.csdn.net/jreno/ar

MemCached原理

  • 许多Web应用都将数据保存到RDBMS中,应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示
  • 随着数据量的增大,访问的集中,就会出现RDBMS的负担加重,数据库响应恶化,网站显示延迟等重大影响

数据库存储位置对比

  • 性能: CPU缓存>内存>磁盘>数据库
  • 价格: CPU缓存>内存>磁盘>数据库

Memcached简介

memecached是高性能的分布式缓存服务器

  • 用来集中缓存数据库查询结果,减少数据库访问次数,以提高动态Web应用的响应速度
  • 官方网站:http://memcached.org/

内存管理机制

  1. 传统内存分配机制
  • 使用完通过分配的内存后回收内存,这种方式易产生内存碎片并降低操作系统对内存的管理效率
  1. Slab Allocation机制
  • memcached使用这种内存管理机制,可以提高读写速度

构建memcached服务

  • 安装memcached软件,并启动服务
  • 使用telnet测试memcached服务
  • 对memcached进行增、删、改、查等操作

memcached是高性能的分布式缓存服务器,用来集中缓存数据库查询结果,减少数据库访问次数,以提高动态Web应用的响应速度。访问拓扑如图所示。

  • 使用1台RHEL7虚拟机作为memcached服务器(192.168.4.5)。
  • 在RHEL7系统光盘中包含有memcached,因此需要提前配置yum源,即可直接使用yum安装,客户端测试时需要提前安装telnet远程工具。
  • 验证时需要客户端主机安装telnet,远程memcached来验证服务器的功能:
  1. add name 0 180 10 //变量不存在则添加
  2. set name 0 180 10 //添加或替换变量
  3. replace name 0 180 10 //替换
  4. get name //读取变量
  5. append name 0 180 10 //向变量中追加数据
  6. delete name //删除变量
  7. stats //查看状态
  8. flush_all //清空所有
    提示:0表示不压缩,180为数据缓存时间,10为需要存储的数据字节数量。

步骤

一:构建memcached服务

(1)使用yum安装软件包memcached

[root@proxy ~]# yum -y  install   memcached
[root@proxy ~]# rpm -qa memcached
memcached-1.4.15-10.el7_3.1.x86_64

(2) memcached配置文件(查看即可,不需要修改)

[root@proxy ~]# vim /usr/lib/systemd/system/memcached.service
ExecStart=/usr/bin/memcached -u $USER -p $PORT -m $CACHESIZE -c $MAXCONN $OPTIONS
[root@proxy ~]# vim /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS=""

(3)启动服务并查看网络连接状态验证是否开启成功:
netstat命令可以查看系统中启动的端口信息,该命令常用选项如下:

-a
显示所有端口的信息
-n
以数字格式显示端口号
-t
显示TCP连接的端口
-u
显示UDP连接的端口
-l
显示服务正在监听的端口信息,如httpd启动后,会一直监听80端口
-p
显示监听端口的服务名称是什么(也就是程序名称)
注意:在RHEL7系统中,使用ss命令可以替代netstat,功能与选项一样。

[root@proxy ~]# systemctl  start  memcached
[root@proxy ~]# systemctl  status  memcached
[root@proxy ~]# netstat  -anptu  |  grep memcached
tcp    0    0 0.0.0.0:11211        0.0.0.0:*        LISTEN        2839/memcached
tcp    0    0 :::11211            :::*                LISTEN        2839/memcached
udp    0    0 0.0.0.0:11211        0.0.0.0:*                    2839/memcached
udp    0    0 :::11211            :::*                            2839/memcached
[root@proxy ~]# setenforce 0
[root@proxy ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted

二:使用telnet访问memcached服务器

(1)使用yum安装telnet
[root@proxy ~]# yum -y install telnet
(2)使用telnet连接服务器测试memcached服务器功能,包括增、删、改、查等操作。

[root@proxy ~]# telnet  192.168.4.5  11211
Trying 192.168.4.5...
……
##提示:0表示不压缩,180为数据缓存时间,3为需要存储的数据字节数量。
set name 0 180 3                //定义变量,变量名称为name
plj                            //输入变量的值,值为plj
STORED
get name                        //获取变量的值
VALUE name 0 3                 //输出结果
plj
END
##提示:0表示不压缩,180为数据缓存时间,3为需要存储的数据字节数量。
add myname 0 180 10            //新建,myname不存在则添加,存在则报错
set myname 0 180 10            //添加或替换变量
replace myname 0 180 10        //替换,如果myname不存在则报错
get myname                    //读取变量
append myname 0 180 10        //向变量中追加数据
delete myname                    //删除变量
stats                        //查看状态
flush_all                        //清空所有
quit                            //退出登录

LNMP+memcached

部署LNMP+memcached网站平台,通过PHP页面实现对memcached服务器的数据操作

  • 部署LNMP实现PHP动态网站架构
  • 为PHP安装memcache扩展
    创建PHP页面,并编写PHP代码,实现对memcached的数据操作
    使用2台RHEL7虚拟机,其中一台作为memcached及LNMP服务器(192.168.4.5)、另外一台作为测试用的Linux客户机(192.168.4.10),如图所示。

    在RHEL7系统光盘中包含有我们需要的MariaDB、PHP,我们需要使用源码安装Nginx,使用RPM包安装FPM。另外如果希望使用PHP来操作memcached,注意必须要为PHP安装memcache扩展(php-pecl-memcache),否则PHP无法解析连接memcached的指令。客户端测试时需要提前安装telnet远程工具。

一:部署LNMP环境(如果环境中已经存在LNMP环境本步骤可以忽略)

(1)使用yum安装基础依赖包

[root@web1 ~]# yum -y install gcc openssl-devel pcre-devel zlib-devel
.. ..

(2)源码安装Nginx

[root@web1 ~]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz
[root@web1 ~]# cd nginx-1.12.2
[root@web1 nginx-1.12.2]#  ./configure   \
> --with-http_ssl_module
[root@web1 nginx-1.12.2]# make && make install

(3)安装MariaDB数据库

[root@web1 ~]# yum -y install  mariadb  mariadb-server  mariadb-devel

(4)安装PHP

[root@web1 ~]# yum -y install  php  php-mysql
[root@web1 ~]# yum -y install  php-fpm-5.4.16-42.el7.x86_64.rpm

(5)修改Nginx配置文件

[root@web1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
location / {
root   html;
index  index.php  index.html   index.htm;
}
location  ~  \.php$  {
root           html;
fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
fastcgi_index  index.php;
# fastcgi_param   SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
include        fastcgi.conf;
}

二:启动服务(如果所有服务已经启动,也可以忽略这一步骤)

(1)启动Nginx服务
这里需要注意的是,如果服务器上已经启动了其他监听80端口的服务软件(如httpd),则需要先关闭该服务,否则会出现冲突。

[root@web1 ~]# systemctl stop  httpd                //如果该服务存在,则关闭该服务
[root@web1 ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@web1 ~]# netstat -utnlp | grep :80
tcp    0    0 0.0.0.0:80        0.0.0.0:*        LISTEN        32428/nginx

(2)启动MySQL服务

[root@web1 ~]# systemctl start mariadb
[root@web1 ~]# systemctl status mariadb

(3)启动PHP-FPM服务

[root@web1 ~]# systemctl start php-fpm
[root@web1 ~]# systemctl status php-fpm

(4)关闭SELinux、防火墙

[root@web1 ~]# setenforce 0
[root@web1 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted

三:创建PHP页面,使用PHP语言测试memcached服务

(1)部署测试页面

创建PHP首页文档/usr/local/nginx/html/index.php,测试页面可以参考lnmp_soft/php_scripts/mem.php。
注意:192.168.2.5是memcached数据库。

[root@web1 ~]# vim /usr/local/nginx/html/test.php
<?php
$memcache=new Memcache;                //创建memcache对象
$memcache->
3ff7
connect('192.168.2.5',11211) or die ('could not connect!!');
$memcache->set('key','test');             //定义变量
$get_values=$memcache->get('key');        //获取变量值
echo $get_values;
?>

(2)客户端测试(结果会失败)
客户端使用浏览器访问服务器PHP首页文档,检验对memcached的操作是否成功:

[root@web1 ~]# firefox http://192.168.2.100/test.php

注意:这里因为没有给PHP安装扩展包,默认PHP无法连接memcached数据库,需要给PHP安装扩展模块才可以连接memcached数据库。
(3)为PHP添加memcache扩展

[root@web1 ~]# yum -y install  php-pecl-memcache[root@web1 ~]# systemctl restart php-fpm

(4)客户端再次测试(结果会成功显示数据结果)

[root@web1 ~]# firefox http://192.168.2.100/test.php

PHP的本地Session信息

通过Nginx调度器负载后端两台Web服务器,实现以下目标:

  • 部署Nginx为前台调度服务器
  • 调度算法设置为轮询
  • 后端为两台LNMP服务器
  • 部署测试页面,查看PHP本地的Session信息

方案

使用4台RHEL7虚拟机,其中一台作为Nginx前端调度器服务器(eth0:192.168.4.5,eth1:192.168.2.5)、两台虚拟机部署为LNMP服务器,分别为Web1服务器(192.168.2.100)和Web2服务器(192.168.2.200),另外一台作为测试用的Linux客户机(192.168.4.10),拓扑如图所示。

步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

一:部署后端LNMP服务器相关软件(如果已经安装完成,则忽略此步骤)

注意:以下部署LNMP服务器的操作,需要在两台后端服务器做相同的操作,下面我们以一台Web2服务器(192.168.2.200)为例,对Web1服务器执行相同操作即可。
(1)使用yum安装基础依赖包

[root@web2 ~]# yum -y install gcc openssl-devel pcre-devel
.. ..

(2)源码安装Nginx

[root@web2 ~]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz
[root@web2 ~]# cd nginx-1.12.2
[root@web2 nginx-1.12.2]#  ./configure   \
> --with-http_ssl_module
[root@web2 nginx-1.12.2]# make && make install

(3)安装MariaDB数据库

[root@web2 ~]# yum -y install  mariadb  mariadb-server  mariadb-devel

(4)安装PHP(php-fpm软件包在lnmp_soft中有提供)

[root@web2 ~]# yum -y install  php  php-mysql
[root@web2 ~]# yum -y install  php-fpm-5.4.16-42.el7.x86_64.rpm

(5)修改Nginx配置文件(修改默认首页与动静分离)

[root@web2 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
location / {
root   html;
index  index.php  index.html   index.htm;
}
location  ~  \.php$  {
root           html;
fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
fastcgi_index  index.php;
# fastcgi_param   SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
include        fastcgi.conf;
}

二:启动LNMP服务器相关的服务

(1)启动Nginx服务
这里需要注意的是,如果服务器上已经启动了其他监听80端口的服务软件(如httpd),则需要先关闭该服务,否则会出现冲突。

[root@web2 ~]# systemctl stop  httpd                //如果该服务存在,则关闭该服务
[root@web2 ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@web2 ~]# netstat -utnlp | grep :80
tcp    0    0 0.0.0.0:80        0.0.0.0:*        LISTEN        32428/nginx

(2)启动MySQL服务

[root@web2 ~]# systemctl start mariadb
[root@web2 ~]# systemctl status mariadb

(3)启动PHP-FPM服务

[root@web2 ~]# systemctl start  php-fpm
[root@web2 ~]# systemctl status php-fpm

(4)关闭SELinux、防火墙

[root@web2 ~]# setenforce 0
[root@web2 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted

三:部署前端Nginx调度服务器

(1)使用源码安装nginx软件(如果Nginx软件包已存在可以忽略此步骤)

[root@proxy ~]# yum  -y  install   gcc pcre-devel openssl-devel
[root@proxy ~]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz
[root@proxy ~]# cd nginx-1.12.2
[root@proxy nginx-1.12.2]# ./configure
[root@proxy nginx-1.12.2]# make && make install

(2)修改Nginx配置文件
Nginx配置文件中,通过upstream定义后端服务器地址池,默认调度策略为轮询,使用proxy_pass调用upstream定义的服务器地址池:

[root@proxy ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
.. ..
upstream webs  {
server 192.168.2.100:80;
server 192.168.2.200:80;
}
server  {
listen       80;
server_name  localhost;
location  /  {
proxy_pass http://webs;
root   html;
index  index.php index.html index.htm;
}
}

(3)重新加载配置文件

[root@proxy ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

#请先确保nginx是启动状态,否则运行该命令会报错,报错信息如下:
[error] open() “/usr/local/nginx/logs/nginx.pid” failed (2: No such file or directory)
(4)关闭SELinux、防火墙

[root@proxy ~]# setenforce 0
[root@proxy ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted

四:测试环境是否配置成功

(1)浏览器访问测试页面验证。

[root@client ~]# curl  http://192.168.4.5/index.html        //查看是否有数据

五:部署测试页面

(1)部署测试页面(Web1服务器)。
测试页面可以参考lnmp_soft/php_scripts/php-memcached-demo.tar.gz。

[root@web1 ~]# cd lnmp_soft/php_scripts/
[root@web1 php_scripts]# tar -xf php-memcached-demo.tar.gz
[root@web1 php_scripts]# cd php-memcached-demo
[root@web1 php-memcached-demo]# cp -a  *  /usr/local/nginx/html/

(2)浏览器直接访问后端服务器的测试页面(Web1服务器)。

[root@web1 ~]# firefox http://192.168.2.100            //填写账户信息
[root@web1 ~]# cd /var/lib/php/session/            //查看服务器本地的Session信息
[root@web1 ~]# ls
sess_ahilcq9bguot0vqsjtd84k7244                        //注意这里的ID是随机的
[root@web1 ~]# cat sess_ahilcq9bguot0vqsjtd84k7244

注意:可用修改index.php和home.php两个文件的内容,添加页面颜色属性,以区别后端两台不同的服务器:。
(3)部署测试页面(Web2服务器)。
测试页面可以参考lnmp_soft/php_scripts/php-memcached-demo.tar.gz。

[root@web2 ~]# cd lnmp_soft/php_scripts/
[root@web2 php_scripts]# tar -xf php-memcached-demo.tar.gz
[root@web2 php_scripts]# cd php-memcached-demo
[root@web2 php-memcached-demo]# cp -a  *  /usr/local/nginx/html/

(4)浏览器直接访问后端服务器的测试页面(Web2服务器)。

[root@web2 ~]# firefox http://192.168.2.100             //填写账户信息
[root@web2 ~]# cd /var/lib/php/session/            //查看服务器本地的Session信息
[root@web2 ~]# ls
sess_qqek1tmel07br8f63d6v9ch401                        //注意这里的ID是随机的
[root@web2 ~]# cat sess_qqek1tmel07br8f63d6v9ch401

注意:可用修改index.php和home.php两个文件的内容,添加页面颜色属性,以区别后端两台不同的服务器:。
(5)浏览器访问前端调度器测试(不同后端服务器Session不一致)。
推荐使用google浏览器测试。

[root@client ~]# google-chrome http://192.168.4.5

//填写注册信息后,刷新,还需要再次注册,说明两台计算机使用的是本地Session
//第二台主机并不知道你再第一台主机已经登录,第一台主机的登录信息也没有传递给第二台主机

PHP实现session共享

通过修改PHP-FPM配置文件,实现session会话共享,本案例需要在练习三的基础上实现:
配置PHP使用memcached服务器共享Session信息
客户端访问两台不同的后端Web服务器时,Session 信息一致

在练习三拓扑的基础上,Nginx服务器除了承担调度器外,还需要担任memcached数据库的角色,并在两台后端LNMP服务器上实现PHP的session会话共享。拓扑结构如图所示。

一:构建memcached服务

(1)安装Memcached服务(如果192.168.4.5上已经有本软件包,此步骤可以忽略)

[root@proxy ~]# yum -y install memcached

(2)启动服务并查看网络连接状态验证是否开启成功:

[root@proxy ~]# systemctl restart memcached
[root@proxy ~]# netstat  -anptu  |  grep memcached
tcp    0    0 0.0.0.0:11211        0.0.0.0:*        LISTEN        2839/memcached
tcp    0    0 :::11211            :::*                LISTEN        2839/memcached
udp    0    0 0.0.0.0:11211        0.0.0.0:*                    2839/memcached
udp    0    0 :::11211            :::*                            2839/memcached

(3)关闭SELinux、防火墙

[root@proxy ~]# setenforce 0
[root@proxy ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted

二:在后端LNMP服务器上部署Session共享

注意:这些操作在两台后端Web服务器上均需要执行,以下操作以Web1(192.168.2.100)服务器为例。
(1)为PHP添加memcache扩展
注意,因为后端两台web服务器(web1,web2)都需要连接memcached数据库,所以两台主机都需要安装PHP扩展模块(下面也web1为例)。

[root@web1 ~]# yum -y install  php-pecl-memcache

(2)修改PHP-FPM配置文件,并重启服务
注意,因为后端两台web服务器(web1,web2)都需要修改配置文件(下面也web1为例)。

[root@web1 ~]# vim  /etc/php-fpm.d/www.conf            //修改该配置文件的两个参数

//文件的最后2行
修改前效果如下:
php_value[session.save_handler] = files
php_value[session.save_path] = /var/lib/php/session
//原始文件,默认定义Sessoin会话信息本地计算机(默认在/var/lib/php/session)
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
修改后效果如下:
php_value[session.save_handler] = memcache
php_value[session.save_path] = "tcp://192.168.2.5:11211"
//定义Session信息存储在公共的memcached服务器上,主机参数中为memcache(没有d)
//通过path参数定义公共的memcached服务器在哪(服务器的IP和端口)
[root@web1 ~]# systemctl  restart  php-fpm

三:客户端测试

客户端使用浏览器访问两台不同的Web服务器。
操作步骤与练习三一致,最终可以获得相关的Session ID信息。

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