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作者：heiyeluren
http://blog.csdn.net/heiyeshuwu/archive/2007/06/26/1666411.aspx
【Memcache同步类的实现思想】
首先我们明确了解就是Memcache是一个简单、快速、高效的分布式基于内存的缓存工具，一般用于网站等数据库数据缓存、高速交换信息的缓存，比如Session数据等等。Memcache最主要的特点就是两个：一是它是基于内存的高效Hash类缓存方式，二是使用了LUR算法来进行数据有效期控制，这两点就能够很好的满足我们的普通网站的应用。（关于Memcache的使用和协议请参考我的另一篇文章：《Memcache的使用和协议分析详解》http://blog.csdn.net/heiyeshuwu/archive/2006/11/13/1380838.aspx）
Memcache本身也存在一些不足，不能说是不足，至少是为了满足它高效的存取，所以没有去实现的功能，包括：一是本身没有内置分布式功能，无法实现使用多台Memcache服务器来存储不同的数据，最大程度的使用相同的资源；二是无法同步数据，容易造成单点故障。
那么其实都可以通过我们的Memcache的客户端程序来解决的，首先我们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，那么任何一台服务器宕机的话，那么这台服务器上的存储数据将丢失无法访问，这样肯定是无法充分发挥我们Memcache威力的，那么我们就需要一个方式来解决这个问题，这个就是本文主要要探讨解决的问题：关于在多台Memcache服务器中分组和同步数据的问题。
针对这个问题我构建了一个PHP写的Class，大致的思想就是把多台Memcache服务器分成两组，每组的服务器数量可能是一样的（如果总数是复数的话），数量不一样也没关系，写数据的时候往两组服务器都写，数据是一样的，那么A组服务器的数据和B组服务器的数据是一样的，如果A组服务器中某一台机器宕机了，则能够从B组服务器中提取出数据来，这样能够有效的避免单点故障，特别是在高性能要求的网站当中。当然，相应的操作也是有开销的，主要的开销在于网络连接，就是说连接到A组服务器中发现没有数据，则去访问B组服务器。另外还有就是在访问数据过程中，都是从A组开始的，那么并发量很高的情况下，A组服务器的压力比较大，那么我还实现了对A组和B组服务器随机访问的机制，如果在随机的组中没有发现数据则访问另外一个组，这样A组和B组的压力就是1/2了，能够有效的面对高负载的情况。
同样的，这个类是可以扩展的，比如你可以修改成为能够满足两组以上的服务器，但是这样逻辑会更复杂，我基于简便期间，目前就考虑了两组服务器的情况，毕竟一般公司来说，没有很多机器去做Memcache的缓存，所以两组已经能够满足大部分要求了。
PS：如果有兴趣的话，可以完全自己重新实现Memcache的addServer扩展，比如增加addGroup之类的方法，能够更有效的解决同步和分组的问题。同样的，如果想节省资源的使用，可以把Memcached当作线程的方式来运行。
【Memcache同步类的实现代码】
本类经过我大致的各种测试，运行还算稳定，当然，使用时还是请多加注意。
<?php
/**
* Memcache 操作类 (支持同步和分组访问)
*
* author : heiyeluren <http://blog.csdn.net/heiyeshuwu>
* created : 2007-06-21
* lastModifed: 2007-06-21
*/
/**
* Memcache操作类
*/
class MemcacheOpt
{
//---------------------
// 属性定义
//---------------------
/**
* 是否进行多组同步
*/
var $isGroup = true;
/**
* 多组同步情况下是否使用减轻负载的随机存取
*/
var $isRandom = true;
/**
* 默认的Memcache服务器端口
*/
var $mmcPort = 11211;
/**
* 保存原始组信息
*/
var $groups = array();
/**
* 保存第一、二组Memcache服务器信息
*/
var $group1 = array();
var $group2 = array();
/**
* 保存第一、二组连接对象
*/
var $mmc1 = '';
var $mmc2 = '';
//---------------------
// 内部操作方法
//---------------------
/**
* 显示错误信息
*
* @param string $msg 需要显示消息的内容
* @param string $type 消息类型，error是普通错误消息，fatal 是致命错误，将终止程序执行, message 是普通消息，缺省状
态
* @return bool true
*/
function showMessage($msg, $type){
$msg .= " ";
switch($type){
case 'error':
echo("Memcache Error: ". $msg);
break;
case 'fatal':
die("Memcache Fatal: ". $msg);
break;
case 'message':
echo("Memcache Message: ". $msg);
break;
default:
echo("Memcache Error: ". $msg);
}
return true;
}
/**
* 构造函数 (初始化分组和连接到服务器)
*/
function MemcacheOpt($hostArray, $hostArray2=array()){
if (!is_array($hostArray) || empty($hostArray)){
$this->showMessage('Memcache host list invalid', 'fatal');
}
$this->groups = array_merge($hostArray, $hostArray2);
$this->splitGroup($hostArray, $hostArray2);
$this->connect();
}
/**
* 对组进行切分 (按照是否需要分组进行相应的切分)
*
* @param array $hostArray 主机数组列表1
* @param array $hostArray2 主机数组列表2
* @return void
*/
function splitGroup($hostArray, $hostArray2=array()){
//如果只有一台机器则不使用分组
if (count($hostArray) < 2 && empty($hostArray2)){
$this->isGroup = false;
}
//使用分组
if ($this->isGroup){
if (is_array($hostArray2) && !empty($hostArray2)){
$this->group1 = $hostArray;
$this->group2 = $hostArray2;
}else{
$count = ceil(count($hostArray) / 2);
$this->group1 = array_splice($hostArray, 0, $count);
$this->group2 = array_splice($hostArray, 0);
}
}else{
$this->group1 = $hostArray;
}
}
/**
* 连接到Memcache服务器
*/
function connect(){
if (!is_array($this->group1) || empty($this->group1)){
$this->showMessage("Memcache host1 array invalid", 'error');
return false;
}
//连接第一组Memcache服务器
$this->mmc1 = new Memcache;
foreach($this->group1 as $hosts){
$tmp = explode(":", $hosts);
$host = $tmp[0];
$port = (!isset($tmp[1]) || $tmp[1]=='') ? $this->mmcPort : $tmp[1];
$this->mmc1->addServer($host, $port);
}
//如果需要分组则连接第二组Memcache服务器
if ($this->isGroup){
if ( !is_array($this->group2) || empty($this->group2) ){
$this->showMessage("Memcache host2 array invalid", 'error');
return false;
}
$this->mmc2 = new Memcache;
foreach($this->group2 as $hosts){
$tmp = explode(":", $hosts);
$host = $tmp[0];
$port = (!isset($tmp[1]) || $tmp[1]=='') ? $this->mmcPort : $tmp[1];
$this->mmc2->addServer($host, $port);
}
}
}
/**
* 关闭Memcache服务器连接
*/
function close(){
if (is_object($this->mmc1)){
$this->mmc1->close();
}
if (is_object($this->mmc1)){
$this->mmc1->close();
}
return true;
}
/**
* 数据操作核心函数
*
* @param string $optType 操作类型，主要有 add, set, replace, delete, flush
* @param string $key 关键字，如果是 add,set,replace,delete 需要提交key参数
* @param string $val 关键字对应的值，如果是 add, set,replace 需要提交value参数
* @param int $expire 数据有效期，如果是 add,set,replace需要提交expire参数
* @return mixed 不同的需要产生不同的返回
*/
function opt($optType, $key='', $val='', $expire=''){
if (!is_object($this->mmc1)){
$this->showMessage("Not availability memcache connection object", 'fatal');
}
if ($this->isGroup && !is_object($this->mmc2)){
$this->showMessage("Group 2 memcache host connection object not availability", 'error');
}
//加入数据操作
if ($optType=='add' || $optType=='set' || $optType=='replace'){
$this->mmc1->set($key, $val, false, $expire);
if ($this->isGroup && is_object($this->mmc2)){
$this->mmc2->set($key, $val, false, $expire);
}
return true;
}
//获取数据操作
if ($optType == 'get'){
//缺省获取第一组数据
if (!$this->isGroup || !is_object($this->mmc2)){
return $this->mmc1->get($key);
}
//分组情况下逐组访问
$num = ( $this->isRandom ? rand(1, 2) : 1 );
$obj = "mmc". $num;
$val = $this->$obj->get($key);
//如果没有提取到数据，则访问另外一组
if ($val == ""){
switch($num){
case 1: $val = $this->mmc2->get($key); break;
case 2: $val = $this->mmc1->get($key); break;
default: $val = $this->mmc1->get($key);
}
}
return $val;
}
//删除数据操作
if ($optType == 'delete'){
$this->mmc1->delete($key, $expire);
if ($this->isGroup && is_object($this->mmc2)){
$this->mmc2->delete($key);
}
return true;
}
//清空数据操作
if($optType == 'flush'){
$this->mmc1->flush();
if ($this->isGroup && is_object($this->mmc2)){
$this->mmc2->flush();
}
return true;
}
}
//---------------------
// 外部操作方法
//---------------------
//增加一个元素
function add($key, $val, $expire=''){
return $this->opt('add', $key, $val, $expire);
}
//增加一个元素
function set($key, $val, $expire=''){
return $this->opt('set', $key, $val, $expire);
}
//替换一个元素
function replace($key, $val, $expire=''){
return $this->opt('replace', $val, $expire);
}
//获取一个元素
function get($key){
return $this->opt('get', $key);
}
//删除一个元素
function delete($key, $timeout=''){
return $this->opt('delete', $key, '', $timeout);
}
//让所有的元素过期 (本接口不要轻易使用)
function flush(){
return $this->opt('flush');
}
/**
* 获取所有Memcache服务器状态
*/
function getStats(){
$status = array();
//单独连接到每台Memcache
foreach($this->groups as $key=>$hosts){
$tmp = explode(":", $hosts);
$host = $tmp[0];
$port = (!isset($tmp[1]) || $tmp[1]=='') ? $this->mmcPort : $tmp[1];
$conn = new Memcache;
$conn->connect($host, $port);
$s = $conn->getStats();
$s['host'] = $host;
$s['port'] = $port;
$status[$key] = $s;
}
return $status;
}
/**
* 获取所有Memcache服务器版本号
*/
function getVersion(){
$version = array();
$stats = $this->getStats();
foreach($stats as $key=>$s){
$v['host'] = $s['host'];
$v['port'] = $s['port'];
$v['version'] = $s['version'];
$version[$key] = $v;
}
return $version;
}
}
?>
【Memcache同步类的测试】
在本机开启多个Memcache守护进程：
[~]$ ps auxww | grep memcached
heiyeluren 98466 0.0 0.2 6088 5676 ?? SsJ 7:50下午 0:00.04 /usr/local/memcache/bin/memcached -d -m 32 -l 10.62.240.9 -p 11214
heiyeluren 98437 0.0 0.2 6088 5676 ?? SsJ 7:50下午 0:00.04 /usr/local/memcache/bin/memcached -d -m 32 -l 10.62.240.9 -p 11213
heiyeluren 98425 0.0 0.2 6088 5676 ?? SsJ 7:50下午 0:00.05 /usr/local/memcache/bin/memcached -d -m 32 -l 10.62.240.9 -p 11212
heiyeluren 98228 0.0 0.2 6088 5676 ?? SsJ 7:48下午 0:00.05 /usr/local/memcache/bin/memcached -d -m 32 -l 10.62.240.9 -p 11211
MemcacheOpt类测试代码：
<?php
require_once("MemcacheOpt.class.php");
//操作代码
$hostArray = array("10.62.240.9", "10.62.240.9:11212", "10.62.240.9:11213", "10.62.240.9:11214");
$m = new MemcacheOpt($hostArray);
$m->add("key1", "key1_value", 30);
$m->add("key2", "key2_value", 30);
$m->set("key3", "key3_value", 30);
$m->set("key4", "key4)value", 30);
echo $m->get("key1"). " ";
echo $m->get("key2"). " ";
echo $m->get("key3"). " ";
echo $m->get("key4"). " ";
print_r($m->getStats());
print_r($m->getVersion());
?>
测试代码输出结果
key1_value
key2_value
key3_value
key4)value
Array
(
[0] => Array
(
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)
Array
(
[0] => Array
(
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)
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(
[host] => 10.62.240.9
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)
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(
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)
[3] => Array
(
[host] => 10.62.240.9
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[version] => 1.1.12
)
)
【结束语】
最后提出两个使用Memcache的小技巧，第一个是如果是一个有效分布式存储的数据，key的取名是很有学问的，这个可以按照项目需要去做，但是key值不要太长，不会冲突就行。第二个就是每个保存在memcache中的数据不要超过1MB。第三个就是开启一个Memcache进程设置内存不要太多也不要太少，按照自己合适设置就行，尽量最大程度提高对硬件的使用，同样可以采取在一台服务器上开启多个memcached来分担一个memcached并发链接的压力。更多技巧在实际使用长慢慢去总结发现，会发现其实memcahe虽然简单，但是很好用。
本文总的就是发现一些简单的东西，可以通过自主扩展的方式来发现更多有趣实用的功能，我想，这就是开源产品的魅力所在吧。欢迎提出批评或者是更好的实现方式。
