Memcache的分布式介绍

memcached虽然称为“分布式”缓存服务器，但服务器端并没有“分布式”功能。服务器端仅包括内存存储功能，其实现非常简单。至于memcached的分布式，则是完全由客户端程序库实现的。这种分布式是memcached的最大特点。

Memcached的分布式是什么意思？

这里多次使用了“分布式”这个词，但并未做详细解释。现在开始简单地介绍一下其原理，各个客户端的实现基本相同。

下面假设memcached服务器有node1～node3三台，应用程序要保存键名为“tokyo”“kanagawa”“chiba”“saitama”“gunma”的数据。

首先向memcached中添加“tokyo”。将“tokyo”传给客户端程序库后，客户端实现的算法就会根据“键”来决定保存数据的memcached服务器。服务器选定后，即命令它保存“tokyo”及其值。

同样，“kanagawa”“chiba”“saitama”“gunma”都是先选择服务器再保存。接下来获取保存的数据。获取时也要将要获取的键“tokyo”传递给函数库。函数库通过与数据保存时相同的算法，根据“键”选择服务器。使用的算法相同，就能选中与保存时相同的服务器，然后发送get命令。只要数据没有因为某些原因被删除，就能获得保存的值。

这样，将不同的键保存到不同的服务器上，就实现了memcached的分布式。 memcached服务器增多后，键就会分散，即使一台memcached服务器发生故障无法连接，也不会影响其他的缓存，系统依然能继续运行。

Php+memcache实现分布式：

我们PHP的PECL中的Memcache扩展能够有效的解决Memcache的分布式问题，主要的接口就是 addServer() 函数，具体关于addServer()函数的实现可以参考该扩展源代码。那么现在就存在第二个问题，就是说无法同步数据，可以理解为MySQL中Master/Slave的机制，就是说如果我们有多台的Memcache服务器，使用addServer函数的话，每个服务器存储的数据都是唯一的，也就是说每个memcached服务器上存储的数据不是统一的，而是各自保存了不通的数据。

php+memcache分布式系统的存在的问题

在Memcache的实际使用中，遇到的最严重的问题，就是在增减服务器的时候，会导致大范围的缓存丢失，从而可能会引导数据库的性能瓶颈，为了避免出现这种情况，请先看Consistent hashing算法，中文的介绍可以参考这里，通过存取时选定服务器算法的改变，来实现。

修改PHP的Memcache扩展memcache.c的源代码中的

"memcache.hash_strategy" = standard

为

"memcache.hash_strategy" = consistent

重新编译，这时候就是使用Consistent hashing算法来寻找服务器存取数据了。

有效测试数据表明，使用Consistent hashing可以极大的改善增删Memcache时缓存大范围丢失的情况。
NonConsistentHash: 92% of lookups changed after adding a target to the existing 10
NonConsistentHash: 90% of lookups changed after removing 1 of 10 targets
ConsistentHash: 6% of lookups changed after adding a target to the existing 10
ConsistentHash: 9% of lookups changed after removing 1 of 10 targets

php+memcache具体实现

基础环境
其实基于PHP扩展的Memcache客户端实际上早已经实现，而且非常稳定。先解释一些名词，Memcache是danga.com的一个开源项目，可以类比于MySQL这样的服务，而PHP扩展的Memcache实际上是连接Memcache的方式。

首先，进行Memcache被安装具体可查看：
Linux下的Memcache安装：http://www.ccvita.com/257.html
Windows下的Memcache安装：http://www.ccvita.com/258.html；
其次，进行PHP扩展的安装，官方地址是http://pecl.php.net/package/memcache
最后，启动Memcache服务，比如这样

/usr/local/bin/memcached -d -p 11213 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

/usr/local/bin/memcached -d -p 11214 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

/usr/local/bin/memcached -d -p 11215 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

启动三个只使用10M内存以方便测试。

分布式部署
PHP的PECL扩展中的memcache实际上在2.0.0的版本中就已经实现多服务器支持，现在都已经2.2.5了。请看如下代码

$memcache = new Memcache;

$memcache->addServer('localhost', 11213);

$memcache->addServer('localhost', 11214);

$memcache->addServer('localhost', 11215);

$memStats = $memcache->getExtendedStats();

print_r($memStats);

通过上例就已经实现Memcache的分布式部署，是不是非常简单。