Memcache分布式部署方案
基础环境准备
Memcache是一种高性能的分布式内存对象缓存系统,用于动态Web应用中以减轻数据库负载,在PHP环境中,通过安装和配置相应的扩展来实现与Memcache的交互,以下是基础环境的搭建步骤:
1、安装Memcache:
在Linux系统中,可以通过以下命令来安装Memcache:
sudo aptget install memcached
在Windows系统中,可以从官方网站下载对应的二进制文件并进行安装。
2、安装PHP扩展:
使用PECL(PHP Extension Community Library)来安装Memcache扩展:
pecl install memcache
3、启动Memcache服务:
启动多个Memcache实例以模拟分布式环境,
/usr/local/bin/memcached d p 11211 u root m 10 c 1024 t 8 P /tmp/memcached.pid /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
这些命令将在不同端口启动多个Memcache进程,每个进程使用10MB内存进行测试。
分布式部署方案
Memcache的分布式部署主要有两种方案:普通Hash分布和一致性Hash分布,下面分别介绍这两种方案及其优缺点。
1、普通Hash分布:
原理:通过对key进行哈希运算,然后对服务器数量取余,得到目标服务器的索引,这种方式实现简单,但在增减服务器时会导致大量的缓存失效。
代码示例:
function test($key='name') { $md5 = substr(md5($key), 0, 8); $seed = 31; $hash = 0; for ($i = 0; $i < 8; $i++) { $hash = $hash * $seed + ord($md5[$i]); } return $hash & 0x7FFFFFFF; } $memcacheList = array( array('host'=>'192.168.1.2', 'port'=>6379), array('host'=>'192.168.1.3', 'port'=>6379), array('host'=>'192.168.1.4', 'port'=>6379), array('host'=>'192.168.1.5', 'port'=>6379) ); $key = 'username'; $value = 'lane'; // 根据KEY获取hash $hash = $this>test($key); $count = count($memcacheList); $memcache = $memcacheList[$hash % $count]; $mc = new Memcached($memcache); $mc>set($key, $value);
2、一致性Hash分布:
原理:将哈希值空间组织成一个虚拟的圆环,每台服务器占据环上的一部分,当在环上插入或删除节点时,只影响相邻的节点,从而最小化缓存失效的问题。
代码示例:
class FlexiHash { private $serverList = array(); private $isSort = false; private function myHash($key) { $md5 = substr(md5($key), 0, 8); $seed = 31; $hash = 0; for ($i = 0; $i < 8; $i++) { $hash = $hash * $seed + ord($md5[$i]); } return $hash & 0x7FFFFFFF; } public function addServer($server) { $hash = $this>myHash($server); if (!isset($this>serverList[$hash])) { $this>serverList[$hash] = $server; $this>isSort = false; } return true; } public function removeServer($server) { $hash = $this>myHash($server); if (isset($this>serverList[$hash])) { unset($this>serverList[$hash]); $this>isSort = false; } return true; } public function lookup($key) { $hash = $this>myHash($key); if ($this>isSort !== true) { krsort($this>serverList); $this>isSort = true; } foreach ($this>serverList as $server => $keyHash) { if ($keyHash <= $hash) { return $server; } } return array_pop($this>serverList); } } $mc = new FlexiHash(); $mc>addServer('192.168.1.2'); $mc>addServer('192.168.1.3'); $mc>addServer('192.168.1.4'); $mc>addServer('192.168.1.5');
常见问题及解决方案
1、问题一:增加或减少服务器时缓存失效怎么办?
解答:采用一致性Hash算法可以极大减少缓存失效的情况,根据测试数据,使用一致性Hash算法后,增加服务器时只有6%的查询会受到影响,而减少服务器时只有9%的查询会受到影响,建议在实际生产环境中使用一致性Hash算法来进行分布式部署。
2、问题二:如何选择适合的分布式方案?
解答:如果系统对缓存失效不敏感,可以选择普通Hash分布,因为其实现简单;如果系统对缓存失效非常敏感,建议选择一致性Hash分布,虽然实现相对复杂,但其能显著降低缓存失效的风险。
序号 | 步骤 | 配置说明 |
1 | 环境准备 | 安装Memcached服务器,确保版本兼容性,Memcached 1.6.6 或更高版本 |
2 | 配置Memcached服务器 | 修改/etc/memcached.conf 配置文件,设置以下参数: |
p :设置Memcached监听的端口,如:11211 | ||
d :设置运行模式,如:d m 1024(表示分配1GB内存) | ||
c :设置并发连接数,如:1024 | ||
u :设置运行用户,如:memcached | ||
l :设置监听地址,如:127.0.0.1(仅本地访问) | ||
P :设置PID文件路径,如:/var/run/memcached.pid | ||
3 | 创建Memcached集群 | 将多个Memcached服务器配置为集群,实现分布式缓存 |
在/etc/memcached.conf 中设置s 参数,指定集群中其他Memcached服务器的IP和端口 | ||
4 | 配置负载均衡器 | 使用负载均衡器将客户端请求分发到不同的Memcached服务器,提高缓存性能 |
选择合适的负载均衡算法,如:轮询、最小连接数、最少响应时间等 | ||
安装并配置负载均衡器,如:Nginx、HAProxy、LVS等 | ||
5 | 监控与优化 | 对Memcached集群进行监控,及时发现性能瓶颈并进行优化 |
使用监控工具,如:Nagios、Zabbix、Prometheus等 | ||
分析性能数据,调整配置参数,优化缓存策略 |
这只是一个基本的分布式Memcached部署方案,实际部署过程中可能需要根据具体需求进行调整。