Python 之Memcache中间件

 

一、引子

Memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,用于动态Web应用以减轻数据库负载,它通过在内存中缓存数据和减少读取数据库的次数,从而提高动态数据库驱动网站的速度。Memcached基于存储键/值对的hashmap。其守护进程(daemon )是用C写的,但是客户端可以用任何语言来编写,并通过memcached协议与守护进程通信。

二、Memcached基本安装

安装Memacahed

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由于memcached依赖于libevent;因此,还需要安装libevent,命令如下:
 
 
root@devops:/opt# wget http://memcached.org/latest    # 下载软件包
root@devops:/opt# tar zxf memcached-1.5.9.tar.gz
root@devops:/opt# cd memcached-1.5.9/
root@devops:/opt/memcached-1.5.9# ./configure
root@devops:/opt/memcached-1.5.9# make && make install
 
 
PS:依赖libevent
       yum install libevent-devel
       apt-get install libevent-dev

启动Memacahed

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root@devops:~# memcached -d -m 10 -u root 1 10.211.55.20 -p 1200 -c 256 -P /tmp/memcached.pid
root@devops:~# netstat -anpt | grep 1200
tcp        0      0 0.0.0.0:1200            0.0.0.0:*               LISTEN      9129/memcached
tcp6       0      0 :::1200                 :::*                    LISTEN      9129/memcached
 
参数说明:
    -d 是启动一个守护进程
    -m 是分配给Memcache使用的内存数量,单位是MB
    -u 是运行Memcache的用户
    -l 是监听的服务器IP地址
    -p 是设置Memcache监听的端口,最好是1024以上的端口
    -c 选项是最大运行的并发连接数,默认是1024,按照你服务器的负载量来设定
    -P 是设置保存Memcache的pid文件

Memcached命令

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存储命令: set/add/replace/append/prepend/cas
获取命令: get/gets
其他命令: delete/stats..

三、Python操作Memcached

安装API

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python操作Memcached使用Python-memcached模块
下载安装:https://pypi.python.org/pypi/python-memcached

首次操作(小激动)

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'],debug=True)   # 连接memcached服务器
 
mc.set("foo","bar")
ret = mc.get("foo")
print(ret)
 
 
# Ps:debug = True 表示运行出现错误时,现实错误信息,上线后移除该参数。<code class="hljs">
</code>

天生支持集群

Python-Memcached 模块原生支持集群操作,其原理是内存维护一个主机列表,且集群中主机的权重和主机在列表中重复出现的次数成正比

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     主机    权重
    1.1.1.1   1
    1.1.1.2   2
    1.1.1.3   1
 
那么在内存中主机列表为:
    host_list = ["1.1.1.1", "1.1.1.2", "1.1.1.2", "1.1.1.3", ]

如果用户根据如果要在内存中创建一个键值对(如:k1 = "v1"),那么要执行一个步骤:

  • 根据算法将k1转换成一个数字
  • 将数字和主机列表长度求余数,得到一个值N(0<=N<列表长度)
  • 在主机列表中根据 第二步得到的值为索引主机,列如:host_list[N]
  • 连接将第3步中获取的主机,将 k1 = "v1" 放置在该服务器的内存中
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mc = memcache.Client([('1.1.1.1:12000', 1), ('1.1.1.2:12000', 2), ('1.1.1.3:12000', 1)], debug=True)
 
mc.set('k1', 'v1')

add

添加一条键值对,如果已存在的key,重复执行add操作异常

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'],debug=True)
 
mc.set("foo","bar")
mc.add("foo","bar")
ret = mc.get("foo")
print(ret)
 
 
# 结果
 
/usr/local/bin/python3.6 /Users/xcn/PycharmProjects/oldboy/中间件开发/memcached-1.py
bar
MemCached: while expecting 'STORED', got unexpected response 'NOT_STORED'

repiace

repiace 修改某个key址,如果key不存在,则异常

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True)
# 如果memcache中存在kkkk,则替换成功,否则一场
mc.replace('kkkk','999')

set 和 set_multi

  • set : 设置一个键值对,如果key不存在,则创建,如果key存在,则修改
  • set_multi : 设置一个键值对,如果key不存在,则创建,如果key存,则修改
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True)
 
mc.set('key0', 'john')
 
mc.set_multi({'key1': 'val1', 'key2': 'val2'})

delete 和 delete_multi

  • delete : 在Memcached中删除指定的一个键值对
  • delete_multi : 在Memcached中删除指定的多个键值对
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True)
 
mc.delete('key0')
mc.delete_multi(['key1', 'key2'])

get 和 get_multi

  • get: 获取一个键值对
  • get_multi: 获取多一个键值对
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True)
 
val = mc.get('key0')
item_dict = mc.get_multi(["key1", "key2", "key3"])

append 和 prepend

  • append : 修改指定key的值,在该值 后面 追加内容
  • prepend :修改指定key的值,在该值 前面 插入内容
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True)
# k1 = "v1"
 
mc.append('k1', 'after')
# k1 = "v1after"
 
mc.prepend('k1', 'before')
# k1 = "beforev1after"

decr 和 incr

  • incr : 自增,将Memcached中的某一个值增加 N ( N默认为1 )
  • decr : 自减,将Memcached中的某一个值减少 N ( N默认为1 )
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
 
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True)
mc.set('k1', '777')
 
mc.incr('k1')
# k1 = 778
 
mc.incr('k1', 10)
# k1 = 788
 
mc.decr('k1')
# k1 = 787
 
mc.decr('k1', 10)
# k1 = 777

gets 和 cas

如商城商品剩余个数,假设该值保存到memcached中,product_count=100
A用户刷新页面从memcached中读取到product_count=100
B用户刷新页面从memcached中读取到product_count=100

如果A、B用户均购买商品

A用户修改商品剩余个数 product_count=899
B用户修改商品剩余个数 product_count=899

如此一来缓存内的数据便不在正确,两个用户购买商品后,商品剩余还是 899
如果使用python的set和get来操作以上过程,那么程序就会如上述所示情况!

如果想要避免此情况的发生,只要使用 gets 和 cas 即可,如:

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import memcache
mc = memcache.Client(['10.211.55.20:1200'], debug=True, cache_cas=True)
 
v = mc.gets('product_count')
# ...
# 如果有人在gets之后和cas之前修改了product_count,那么,下面的设置将会执行失败,剖出异常,从而避免非正常数据的产生
mc.cas('product_count', "899")

注意:本质上每次执行gets时,会从memcached中获取一个字增的数字,通过cas去修改gets的值时,会携带之前获取的自增和memcache中的自增值进行比较,如果相等,则可以提交,如果不相等,那表示gets和cas执行之间,又有其他人执行了gets(获取了缓存的指定值),如此一来有可能出现非正常数据,则不允许修改。

 

作者:baishuchao

链接:https://www.cnblogs.com/baishuchao/p/9398540.html

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