Memcache

NoSQL（Memcache）

php项目执行流程
【简单理解】
读取源码 -> 词法分析  -> 创建opcode -> 执行opcode 重复创建会增加额外的内存和CPU开销
【解决方案】
安装ZendOptimizer或APC2.0等可以加速PHP代码访问
主要用于缓存opcode而不是每次重复编译减少CPU和内存开销（php5.5+后不需要安装第三方软件，直接开启PHP配置文件中Opcache即可。
2-1php流程.png

步骤 在php.ini中 输入一下代码 并重启Apache

;声明opcache扩展文件所在位置
zend_extension="PHP安装目录\php-5.6.27-nts\ext\php_opcache.dll"
;是否开启opcode缓存
opcache.enable=1
;OPcache 的共享内存大小，以兆字节为单位
opcache.memory_consumption=128
;用来存储临时字符串的内存大小，以兆字节为单位。 PHP 5.3.0 之前的版本会忽略此配置指令
opcache.interned_strings_buffer=8   
#OPcache 哈希表中可存储的脚本文件数量上限。
opcache.max_accelerated_files=4000
;检查脚本时间戳是否有更新的周期，以秒为单位。设置为 0 会导致针对每个请求，OPcache 都会检查脚本更新
opcache.revalidate_freq=60 
;打开快速关闭, 打开这个在PHP Request Shutdown的时候回收内存的速度会提高
opcache.fast_shutdown=1
;开启CLI
opcache.enable_cli=1
通过 phpinfo 检测是否开启成功 查看是否有OPcache

大型项目优化方向

代码优化
开启opcode缓存，减少额外CPU和内存开销，加快代码运行速度
重模型轻控制器，减少冗余
符合PHP-FIG规范和phpDoc规范，增强代码可读性&可扩展性有利于团队开发
类： 花括号独占一行
类中方法：华括号独占一行
类名：大驼峰
方法名：小驼峰
命名空间：后面空一行
常量名：大写，多个单词用下划线分割
数据库优化
架构：主从复制、读写分离
设计：存储引擎、字段类型、三范式
功能：缓存、分区、索引
缓存优化
好处：减少数据库查询，将数据缓存，加快查询数据
实现：
内存（memcache、redis）
文件（使用TP3.2的大S或大F方法  TP5中Cache类） 
数据库
架构优化
负载均衡、集群、动静分离、读写分离、主从复制、CDN加速等
    负载均衡：将用户的请求分配给多个服务器处理（轮着来，ip哈希）
    集群：多个服务器实现相同的业务
    分布式概念：多台服务器实现不同的业务
    动静分离：将静态资源单独放一台服务器
    主从复制：insert/update/delete到主服务器执行，所有从服务器检测主服务器有写入数据则自动同步
    读写分离：通过PHP判断，如果是insert/update/delete交给主处理，如果是select交给从服务器
    CDN加速：将静态资源缓存到用户所在城市，加快访问速度
负载均衡.png

Memcache

概括：就是一个数据库、但是数据存在内存中

作用：常用来做缓存服务器、将从数据库查询的数据缓存起来，减少数据库查询、加快查询速度

与mysql比较 :
   共同点：都是C/S架构（客户端client/服务器server）
   不同点：mysql存磁盘文件、memcache内存
   不同点：mysql存储数据得先创建数据库再创建表、memcache直接以键值对形式存储
安装与配置Memcached(C/S结构)

服务端软件安装(win)

   说明：关于memcached.exe相关参数
-l    localhost              服务器ip地址（默认本机）
-p   port                        端口（11211）
-d   install/uninstall/start    管理memcache /安装/卸载/开启
-m  memory                   内存大小，默认64M

步骤 1 : 将下载的memcache解压到 指定目录中

步骤 2 : 安装memcache 服务器 (命令 cd 进入所在目录 -d install)

步骤 3: 启动memcached服务 memcached -d start

步骤 4: 检测是否启用成功 netstat -ano 查看是否有11211端口占用

通过putty连接memcache 数据库
连接memcache.png
操作Memcached

命令手册 <a>http://www.runoob.com/memcached/memcached-tutorial.html</a>

增/改 (set)

   语法：set 键 是否压缩  缓存时间  数据长度
   键        -  对打长度不超过250字符
   是否压缩  -  1-是，0-否（以空间换时间）
   缓存时间  -  0-理论永久，其他-单位秒（注：最大存储时间30天）
   数据长度  -  写数字，单位字节（注：回车输入具体内容）
   说明： 键存在-则修改，键不存在-则创建

获取键值(get)

语法: get 键

添加键数据(add)

语法 : add 键 是否压缩 缓存时间 字节长度
如果键存在则报错

修改键数据 (replace )

语法 : replace 键 是否压缩 缓存时间 字节长度
注 : 只能修改不能添加(键不存在则报错)

删除键(delete)

语法 : delete 键

删除所有键 (flush_all)

语法 : flush_all

递增(incr)递减(decr)

   语法：incr  键  数字
   语法：decr  键  数字
   说明：返回增长后的结果，键必须存在

查看当前Memcached 运行状态 (stats)

stats
其中的数据 :
cmd_get：get命令请求次数
cmd_set：set命令请求次数
cmd_flush：flush命令请求次数
curr_items：当前存储的数据总数
total_items：启动以来存储的数据总数（包括过期的）
在PHP操作Memcached

在php开启php_memcache.dll扩展

下载扩展,网站 : <a>http://pecl.php.net/package/memcache/3.0.8/windows</a>

可通过phpinfo() 查看php版本 位数 .. 下载对应的扩展

在将下载的扩展文件移到到php ext目录下

修改php.ini扩展文件

extension dir = "php路径/ext" (扩展文件路径)
extension = php_memcache.dll

重启apache 并通过phpinfo验证是否开启成功

操作

官方手册:<a>https://secure.php.net/manual/zh/memcache.set.php</a>

常用命令:

创建mem对象：$mem = new Memcache;
连接服务器：  $mem->connect（服务ip地址，端口）
关闭服务器：  $mem->close();
设置数据：    $mem->set（键，值  [，是否压缩，缓存时间]）
获取数据：    $mem->get（键）
递增：        $mem->incrment(键，数字);
递减：       $mem->decrment(键，数字);
探究Memcache 能存储的数据类型
PHP 基本类型 : 字符串 布尔型 整型 浮点型
    复合类型 数组  对象
    特殊类型  null  资源(resource)
JS 基本类型 字符串  布尔 数值型(整型/浮点)
    复合类型:数组  对象
    特殊类型 unll undefined
验证存储的类型
<?php
//1.创建memcache对象
$mem = new memcache;
//2.连接服务
$mem->connect('localhost', 11211);
//3.设置服务
$rs = $mem->set('int1', 8);
var_dump($rs);
$rs = $mem->set('int2', 8.88);
var_dump($rs);
$rs = $mem->set('int3', 'php12');
var_dump($rs);
$rs = $mem->set('int4', true);
var_dump($rs);

echo '<hr />';
$rs = $mem->get('int1'); //int
var_dump($rs);
$rs = $mem->get('int2'); // float
var_dump($rs);
$rs = $mem->get('int3'); //string
var_dump($rs);
$rs = $mem->get('int4'); //bool

整型 浮点型 字符串 布尔型 都可以

<?php
//1.创建memcache对象
$mem = new memcache;
//2.连接服务
$mem->connect('localhost', 11211);
//3.设置服务
$data1 = array('name'=>'zhangsan','age'=>18);
class test { public $name = 123;}   
$data2 = new test();

$rs = $mem->set('arr1', $data1);
var_dump($rs);
$rs = $mem->set('obj2', $data2);
var_dump($rs);

echo '<hr />';
$rs = $mem->get('arr1'); //arr
var_dump($rs);
echo '<br />';
$rs = $mem->get('obj2');//object
var_dump($rs);
die;

注: 虽然数组和对象都可以存入 但其实通过putty查看arr1 发现是字符串 从根本上memcache是不支持数组的 但是通过php底层将数组序列化为字符串存储 在反序列化以数组显示

<?php
//1.创建memcache对象
$mem = new memcache;
//2.连接服务
$mem->connect('localhost', 11211);
//3.设置服务
$data = fopen('xxxx', 'a+');
$rs = $mem->set('resource', $data);
var_dump($rs);
$rs = $mem->set('null1', null);
var_dump($rs);

echo '<hr />';
$rs = $mem->get('resource'); //int(0)
var_dump($rs);
echo '<br />';
$rs = $mem->get('null1'); //null
var_dump($rs);
die;

null 是支持的 但是资源型不支持 虽然存储进入返回结果是true 但是打印出来是整0(false)

小结:

整型 浮点型 布尔型 数组(序列化为字符串) 对象 null 是可以存储的

资源型可以存储在 get出为int 0 (false) 也就是存储无效

Memcache的相关算法

惰性过期机制( lazy expiration )

memcached 内部不会监视记录是否过期

检查记录是否过期.这种技术被称为惰性过期

好处 : 减少监控过期产生的开销

#关闭服务
#启动服务
#查看状态当前运行状态（stats）
#设置一个键
#有效时间内，再查看运行状态（stats）
#有效时间后，再查看运行状态（stats）
#获取（get）后查看运行状态（stats）
最近最少使用算法 (LRU：Least Recently Used)

缓存空间已满 采用LRU策略

将使用频率最低数据进行删除

LRU机制.png

Memcache常见问题

1 / 单个key键名最大长度为多少?
 最大长度是250个字符
2 / 每个item 选项最大存储多少数据
单个键最大存储数据为 1M
3 / 键的最大存储时间
最大存储时间为30天 (3600*24*30) 内都可以
0 为理论上永久 重启后数据会消失 数据满后 LRU也可以移除
验证 :
<?php
#步骤1；创建memcache对象
$mem = new Memcache;
#步骤2：连接服务器
$mem->connect('localhost', 11211);
#步骤3：设置数据
$rs1 = $mem->set('data1', 111, 0, 3600*24*30 -1);  //30天-1秒
$rs2 = $mem->set('data2', 111, 0, 3600*24*30);     //30天
$rs3 = $mem->set('data3', 111, 0, 3600*24*30 + 1); //30天+1秒

var_dump($rs1);
var_dump($rs2);
var_dump($rs3);

echo '<hr />';

var_dump($mem->get('data1')); //正常
var_dump($mem->get('data2'));  //正常 true
var_dump($mem->get('data3'));  //false
memcached的cache机制是怎样的 ?
惰性过期机制  +  最近最少使用
惰性过期机制：不监控数据是否过期，每次获取判断
最近最少使用：磁盘空间占满，则删除最少使用的数据
memcache里面适合存储哪些数据

明确使用场景 : 缓存服务器

适合存储的数据

访问比较频繁的数据，安全性差的数据，丢失无所谓的数据。
数据更新，比较频繁的数据，比如用户的在线状态。
数据的单个键值不能太大，不要超过1Mb数据

分布式Memcache服务器

分布式原理

集群概念 : 多台服务器实现相同的业务

分布式概念 : 多台服务器实现不用的业务

使用PHP实现分布式Memcache
<?php
#步骤1；创建memcache对象
$mem = new Memcache;

//连接服务器$mem->connect('localhost', 11211);
#设置memcache服务器连接池
$mem->addServer("192.168.43.37", 11211);
$mem->addServer("192.168.43.51", 11211);
$mem->addServer("127.0.0.1", 11211);

#步骤3：设置数据
$rs1 = $mem->set('name', 'dog');
$rs2 = $mem->set('age', 18);   
$rs3 = $mem->set('sex', 'boy'); 

var_dump($rs1);
var_dump($rs2);
var_dump($rs3);

echo '<hr />';

var_dump($mem->get('name'));
var_dump($mem->get('age'));
var_dump($mem->get('sex'));

分别在三台服务器查看 数据通过底层算法分配

Session入Memcache缓存

说明 : 通过修改session的存储方式,可以将session存储到内存中

方法一 : 永久修改

修该php.ini配置文件

session入memcache.png

重启apache ....

验证 :

<?php

#文件存储：会判断是否生成和session_id同名的文件（有-则读取文件，没有-则创建）
#内存存储：将session_id作为键（键已存在-则获取数据保存到$_SESSION数组中，不存在-则创建空数据）
session_start();

$_SESSION['php13_name'] = '苍苍';
$_SESSION['age'] = 18;

print_r($_SESSION);

echo '<hr />';

echo session_id();  //获取键  使用键查询数据
方法二 : 临时改变

通过ini_set 函数来临时设置session的存储方式

<?php
#通过ini_set函数临时更改配置文件
ini_set('session.save_handler', 'memcache');
ini_set('session.save_path', 'tcp://127.0.0.1:11211,tcp://192.168.43.37:11211');

#session_start作用
#文件存储：会判断是否生成和session_id同名的文件（没有-则创建，有-则读取文件）
#内存存储：会判断是否生成和session_id同名的键  （没有-则创建，有-则读取文件）
session_start();

$_SESSION['php13_name'] = 'abc';
$_SESSION['age'] = 18;

print_r($_SESSION);

echo '<hr />';

echo session_id();
方法三 : 通过设置用户自定义会话存储函数

语法：session_set_save_handler（开启session机制函数，关闭session机制函数，
读取session数据函数，写入session函数，销毁session函数，后手过期session函数）
作用：自定义session会话处理方式，交给指定函数处理

自 PHP 5.4 开始，可以使用SessionHandlerInterface接口实现（注：接口里面都是抽象方法）
抽象类：有抽象方法的类就是抽象类
抽象方法：用关键词abstract并且没有函数体的方法
接口：特殊的抽象类（注：因为里面的方法都是抽象方法）

<?php
    class MemcacheSessionHandler implements \SessionHandlerInterface 
    {
        private $memcache;

        //自定义用户更改session的处理方式
        public static function start() 
        { 
            #更改session的存储方式
            session_set_save_handler(new self, true);
            #开启会发，会触发open方法
            session_start();
        }

        public function open($savePath, $sessionName) {
            $this->memcache = new Memcache;
            $this->memcache->addServer('127.0.0.1', 11211);
            return true;
        }

        public function close() {
            return true;
        }

        public function read($sessionId) {
            return $this->memcache->get( $sessionId ) ? : '';
        }

        public function write($sessionId, $data) {
            return $this->memcache->set($sessionId, $data);
        }

        public function destroy( $sessionId ) {
            //$this->memcache->delete($sessionId)
            return true;
        }

        public function gc( $lifetime ) {
            return true;
        }
    }
    
    MemcacheSessionHandler::start();
    $_SESSION['aa'] = 123;
    $_SESSION['bb'] = 456;
    echo session_id();

实现session共享

修改hosts文件,增加俩个域名解析到本机

hosts: 
 127.0.0.1  shop.test.com 
 127.0.0.1  blog.test.com

修改apache虚拟主机文件,增加二个站点 并重启apache

<VirtualHost _default_:80>
  ServerName shop.test.com
  DocumentRoot "E:\www2\a"
  <Directory "E:\www2\a">
    Options +Indexes +FollowSymLinks +ExecCGI
    AllowOverride All
    Order allow,deny
    Allow from all
    Require all granted
  </Directory>
</VirtualHost>

<VirtualHost _default_:80>
  ServerName blog.test.com 
  DocumentRoot "E:\www2\b"
  <Directory "E:\www2\b">
    Options +Indexes +FollowSymLinks +ExecCGI
    AllowOverride All
    Order allow,deny
    Allow from all
    Require all granted
  </Directory>
</VirtualHost>

分别在站点目录下创建test.php文件 ,输入以下代码

<?php
ini_set('session.cookie_domain','test.com');
ini_set('session.save_handler', 'memcache');
ini_set('session.save_path', 'tcp://127.0.0.1:11211,tcp://192.168.43.37:11211');
session_start();
$_SESSION['userinfo'] = array(
    'id' => 1,
    'username' => '小泽'
);
echo session_id() . '<hr />';
print_r($_SESSION);
//--------------------------------------------
<?php
ini_set('session.cookie_domain','test.com');
ini_set('session.save_handler', 'memcache');
ini_set('session.save_path', 'tcp://127.0.0.1:11211,tcp://192.168.43.37:11211');
session_start();
echo session_id() . '<hr />';
print_r($_SESSION);

单点登录

修改hosts文件,增加两个域名解析到本机

hosts: 
 127.0.0.1  shop.php.com 
 127.0.0.1  blog.php.com

修改apache虚拟主机文件,增加二个站点 并重启apache

<VirtualHost _default_:80>
  ServerName shop.php.com
  DocumentRoot "E:\www2\shop"
  <Directory "E:\www2\shop">
    Options +Indexes +FollowSymLinks +ExecCGI
    AllowOverride All
    Order allow,deny
    Allow from all
    Require all granted
  </Directory>
</VirtualHost>

<VirtualHost _default_:80>
  ServerName blog.php.com
  DocumentRoot "E:\www2\blog"
  <Directory "E:\www2\blog">
    Options +Indexes +FollowSymLinks +ExecCGI
    AllowOverride All
    Order allow,deny
    Allow from all
    Require all granted
  </Directory>
</VirtualHost>

将写好的shop和blog目录放在分别配置的虚拟机主机中

例 : 访问 shop.php.com/shop/index.php
登录后,在去访问 blog.php.com/blog/index.php 发现已登录
原理 : 
在shop..index.php  登录时将用户名保存到session
在访问blog..index.php 时检测session中是否有用户名 有则用
ini_set() — 为一个配置选项设置值
string ini_set ( string $varname , string $newvalue )
    成功时返回旧的值，失败时返回 FALSE

记录访问者信息

如何避免重复记录用户ip地址

连接数据库插入数据 (瑕疵 : 用户量大出现重复IP )

<?php
//1.创建mem对象
$mem = new Memcache;
//2.连接服务器
$mem->connect('127.0.0.1', 11211);

$ip = '192.168.9.'.rand(0, 10);

//3.创建用户信息数据结构
$person_info = [
    'ip' => $ip,
    'page'=> 'http://baidu.com',
    'referrer'=> 'http://baidu.com',
];
.
//4.判断是否记录IP：已记录-不管，未记录-入库
if( !$mem->get($ip) ) {
    //入库
    $filename = $ip . '_' . time();
    $mem->add($ip, $person_info);
    file_put_contents('./ip/'.$filename, 1);
}

加锁限制(排队操作避免出现重复ip插入)

<?php
//1.创建mem对象
$mem = new Memcache;
//2.连接服务器
$mem->connect('127.0.0.1', 11211);

$ip = '192.168.1.'.rand(0, 10);

//3.创建用户信息数据结构
$person_info = [
    'ip' => $ip,
    'page'=> 'http://baidu.com',
    'referrer'=> 'http://baidu.com',
];

//加锁不成功的，进行排队等待（注：第一个用户进来未处理完，后面的用户循环等待）
while ( !$mem->add('lock', 'lock', 0, 0) ){
    //进行休息
    usleep(1000); //usleep单位是微秒，1秒 = 1000毫秒 ，1毫秒 = 1000微秒
}

//4.判断是否记录IP：已记录-不管，未记录-入库
if( !$mem->get($ip) ) {
    //入库
    $filename = $ip . '_' . time();
$mem->add($ip, $person_info);
//因为memcache不能查看所有键，所以通过创建文件方式检测是否有重复
    file_put_contents('./'.$filename, 1);
}

//5.删除锁（注：操作完毕后，释放锁，让后面用户进来）
$mem->delete('lock');
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