快取前言

簡單講就是，如果某些資源或者資料會被頻繁的使用，而這些資源或資料儲存在系統外部，比如資料庫、硬碟檔案等，那麼每次操作這些資料的時候都從資料庫或者硬碟上去獲取，速度會很慢，會造成效能問題。
　　一個簡單的解決方法就是：把這些資料快取到記憶體裡面，每次操作的時候，先到記憶體裡面找，看有沒有這些資料，如果有，那麼就直接使用，如果沒有那麼就獲取它，並設定到快取中，下一次訪問的時候就可以直接從記憶體中獲取了。從而節省大量的時間，當然，快取是一種典型的空間換時間的方案。

Ehcache介紹

在java專案廣泛的使用.它是一個開源的、設計於提高在資料從RDBMS中取出來的高花費、高延遲採取的一種快取方案。正因為Ehcache具有健壯性（基於java開發）、被認證（具有apache 2.0 license）、充滿特色（稍後會詳細介紹），所以被用於大型複雜分散式web application的各個節點中。

Ehcache特點

1、夠快

Ehcache的發行有一段時長了，經過幾年的努力和不計其數的效能測試，Ehcache終被設計於large, high concurrency systems.

2、夠簡單

開發者提供的介面非常簡單明瞭，從Ehcache的搭建到運用執行僅僅需要的是你寶貴的幾分鐘。其實很多開發者都不知道自己用在用Ehcache，Ehcache被廣泛的運用於其他的開源專案
比如：hibernate

3、夠袖珍

關於這點的特性，官方給了一個很可愛的名字small foot print ，一般Ehcache的釋出版本不會到2M，V 2.2.3 才 668KB。

4、夠輕量

核心程式僅僅依賴slf4j這一個包，沒有之一！

5、好擴充套件

Ehcache提供了對大資料的記憶體和硬碟的儲存，最近版本允許多例項、儲存物件高靈活性、提供LRU、LFU、FIFO淘汰演算法，基礎屬性支援熱配置、支援的外掛多

6、監聽器

快取管理器監聽器 （CacheManagerListener）和 快取監聽器（CacheEvenListener）,做一些統計或資料一致性廣播挺好用的

如何使用？

夠簡單就是Ehcache的一大特色，自然用起來just so easy!

貼一段基本使用程式碼
CacheManager manager = CacheManager.newInstance(“src/config/ehcache.xml”);
Ehcache cache = new Cache(“testCache”, 5000, false, false, 5, 2);
cacheManager.addCache(cache);

程式碼中有個ehcache.xml檔案，現在來介紹一下這個檔案中的一些屬性

1. name:快取名稱。
2. maxElementsInMemory：快取最大個數。
3. eternal:物件是否永久有效，一但設定了，timeout將不起作用。
4. timeToIdleSeconds：設定物件在失效前的允許閒置時間（單位：秒）。僅當eternal=false物件不是永久有效時使用，可選屬性，預設值是0，也就是可閒置時間無窮大。
5. timeToLiveSeconds：設定物件在失效前允許存活時間,最大時間介於建立時間和失效時間之間。僅當eternal=false物件不是永久有效時使用，預設是0.，也就是物件存活時 間無窮大。
6. overflowToDisk：當記憶體中物件數量達到maxElementsInMemory時，Ehcache將會物件寫到磁碟中。
7. diskSpoolBufferSizeMB：這個引數設定DiskStore（磁碟快取）的快取區大小。預設是30MB。每個Cache都應該有自己的一個緩衝區。
8. maxElementsOnDisk：硬碟最大快取個數。
9. diskPersistent：是否快取虛擬機器重啟期資料 Whether the disk store persists between restarts of the Virtual Machine. The default value is false.
10. diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁碟失效執行緒執行時間間隔，預設是120秒。
11. memoryStoreEvictionPolicy：當達到maxElementsInMemory限制時，Ehcache將會根據指定的策略去清理記憶體。預設策略是LRU。你可以設定為 FIFO或是LFU。
12. clearOnFlush：記憶體數量最大時是否清除。

Memcache介紹

memcache 是一種高效能、分散式物件快取系統，最初設計於緩解動態網站資料庫載入資料的延遲性，你可以把它想象成一個大的記憶體HashTable，就是一個key-value鍵值快取。Danga Interactive為了LiveJournal所發展的，以BSD license釋放的一套開放原始碼軟體。

Memcache特點

1. 依賴
   memcache C語言所編寫，依賴於最近版本的GCC和libevent。GCC是它的編譯器，同事基於libevent做socket io。在安裝memcache時保證你的系統同事具備有這兩個環境。
2. .多執行緒支援
   memcache支援多個cpu同時工作，在memcache安裝檔案下有個叫threads.txt中特別說明，By default, memcached is compiled as a single-threaded application.預設是單執行緒編譯安裝，如果你需要多執行緒則需要修改./configure --enable-threads，為了支援多核系統，前提是你的系統必須具有多執行緒工作模式。開啟多執行緒工作的執行緒數預設是4，如果執行緒數超過cpu數容易發生操作死鎖的概率。結合自己業務模式選擇才能做到物盡其用。
3. 高效能
   通過libevent完成socket 的通訊，理論上效能的瓶頸落在網絡卡上。

簡單安裝

1. 分別把memcached和libevent下載回來，放到 /tmp 目錄下：

# cd /tmp
# wget http://www.danga.com/memcached/dist/memcached-1.2.0.tar.gz
# wget http://www.monkey.org/~provos/libevent-1.2.tar.gz

2. 先安裝libevent：

# tar zxvf libevent-1.2.tar.gz
# cd libevent-1.2
# ./configure -prefix=/usr
# make （如果遇到提示gcc 沒有安裝則先安裝gcc)
# make install

3. 測試libevent是否安裝成功：

# ls -al /usr/lib | grep libevent
lrwxrwxrwx 1 root root 21 11?? 12 17:38 libevent-1.2.so.1 -> libevent-1.2.so.1.0.3
-rwxr-xr-x 1 root root 263546 11?? 12 17:38 libevent-1.2.so.1.0.3
-rw-r-r- 1 root root 454156 11?? 12 17:38 libevent.a
-rwxr-xr-x 1 root root 811 11?? 12 17:38 libevent.la
lrwxrwxrwx 1 root root 21 11?? 12 17:38 libevent.so -> libevent-1.2.so.1.0.3

還不錯，都安裝上了。

4. 安裝memcached，同時需要安裝中指定libevent的安裝位置：

# cd /tmp

# tar zxvf memcached-1.2.0.tar.gz

# cd memcached-1.2.0

# ./configure -with-libevent=/usr

# make

# make install

如果中間出現報錯，請仔細檢查錯誤資訊，按照錯誤資訊來配置或者增加相應的庫或者路徑。
安裝完成後會把memcached放到 /usr/local/bin/memcached ，

5. 測試是否成功安裝memcached：

# ls -al /usr/local/bin/mem*

-rwxr-xr-x 1 root root 137986 11?? 12 17:39 /usr/local/bin/memcached

-rwxr-xr-x 1 root root 140179 11?? 12 17:39 /usr/local/bin/memcached-debug

啟動Memcached服務：

1. 啟動Memcache的伺服器端：

# /usr/local/bin/memcached -d -m 8096 -u root -l 192.168.77.105 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid

-d選項是啟動一個守護程序，

-m是分配給Memcache使用的記憶體數量，單位是MB，我這裡是8096MB，

-u是執行Memcache的使用者，我這裡是root，

-l是監聽的伺服器IP地址，如果有多個地址的話，我這裡指定了伺服器的IP地址192.168.77.105，

-p是設定Memcache監聽的埠，我這裡設定了12000，最好是1024以上的埠，

-c選項是最大執行的併發連線數，預設是1024，我這裡設定了256，按照你伺服器的負載量來設定，

-P是設定儲存Memcache的pid檔案，我這裡是儲存在 /tmp/memcached.pid，

2. 如果要結束Memcache程序，執行：

cat /tmp/memcached.pid 或者 ps -aux | grep memcache   （找到對應的程序id號）
# kill 程序id號

也可以啟動多個守護程序，不過埠不能重複。

memcache 的連線

telnet  ip   port 

注意連線之前需要再memcache服務端把memcache的防火牆規則加上

-A RH-Firewall-1-INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 3306 -j ACCEPT 

重新載入防火牆規則

service iptables restart

OK ,現在應該就可以連上memcache了
在客戶端輸入stats 檢視memcache的狀態資訊

pid              memcache伺服器的程序ID

uptime      伺服器已經執行的秒數

time           伺服器當前的unix時間戳

version     memcache版本

pointer_size         當前作業系統的指標大小（32位系統一般是32bit）

rusage_user          程序的累計使用者時間

rusage_system    程序的累計系統時間

curr_items            伺服器當前儲存的items數量

total_items           從伺服器啟動以後儲存的items總數量

bytes                       當前伺服器儲存items佔用的位元組數

curr_connections        當前開啟著的連線數

total_connections        從伺服器啟動以後曾經開啟過的連線數

connection_structures          伺服器分配的連線構造數

cmd_get get命令          （獲取）總請求次數

cmd_set set命令          （儲存）總請求次數

get_hits          總命中次數

get_misses        總未命中次數

evictions     為獲取空閒記憶體而刪除的items數（分配給memcache的空間用滿後需要刪除舊的items來得到空間分配給新的items）

bytes_read    讀取位元組數（請求位元組數）

bytes_written     總髮送位元組數（結果位元組數）

limit_maxbytes     分配給memcache的記憶體大小（位元組）

threads         當前執行緒數

redis

redis是在memcache之後編寫的，大家經常把這兩者做比較，如果說它是個key-value store 的話但是它具有豐富的資料型別，我想暫時把它叫做快取資料流中心，就像現在物流中心那樣，order、package、store、classification、distribute、end。現在還很流行的LAMP PHP架構 不知道和 redis+mysql 或者 redis + mongodb的效能比較（聽群裡的人說mongodb分片不穩定）。

redis特點

1. 支援持久化
   redis的本地持久化支援兩種方式：RDB和AOF。RDB 在redis.conf配置檔案裡配置持久化觸發器，AOF指的是redis沒增加一條記錄都會儲存到持久化檔案中（儲存的是這條記錄的生成命令），如果不是用redis做DB用的話還會不要開AOF ，資料太龐大了，重啟恢復的時候是一個巨大的工程！
2. 豐富的資料型別
   redis 支援 String 、Lists、sets、sorted sets、hashes 多種資料型別,新浪微博會使用redis做nosql主要也是它具有這些型別，時間排序、職能排序、我的微博、發給我的這些功能List 和 sorted set
   的強大操作功能息息相關
3. 高效能
   這點跟memcache很想象，記憶體操作的級別是毫秒級的比硬碟操作秒級操作自然高效不少，較少了磁頭尋道、資料讀取、頁面交換這些高開銷的操作！這也是NOSQL冒出來的原因吧，應該是高效能

是基於RDBMS的衍生產品，雖然RDBMS也具有快取結構，但是始終在app層面不是我們想要的那麼操控的。

4. replication
   redis提供主從複製方案，跟mysql一樣增量複製而且複製的實現都很相似，這個複製跟AOF有點類似複製的是新增記錄命令，主庫新增記錄將新增指令碼傳送給從庫，從庫根據指令碼生成記錄，這個過程非常快，就看網路了，一般主從都是在同一個區域網，所以可以說redis的主從近似及時同步，同事它還支援一主多從，動態新增從庫，從庫數量沒有限制。 主從庫搭建，我覺得還是採用網狀模式，如果使用鏈式（master-slave-slave-slave-slave·····）如果第一個slave出現宕機重啟，首先從master 接收 資料恢復指令碼，這個是阻塞的，如果主庫資料幾TB的情況恢復過程得花上一段時間，在這個過程中其他的slave就無法和主庫同步了。

5. 更新快
   這點好像從我接觸到redis到目前為止 已經發了大版本就4個，小版本沒算過。redis作者是個非常積極的人，無論是郵件提問還是論壇發帖，他都能及時耐心的為你解答，維護度很高。有人維護的話，讓我們用的也省心和放心。目前作者對redis 的主導開發方向是redis的叢集方向。

redis的安裝

redis的安裝其實還是挺簡單的，總的來說就三步：下載tar包，解壓tar包，安裝。

不過最近我在2.6.7後用centos 5.5 32bit 時碰到一個安裝問題，下面我就用圖片分享下安裝過程碰到的問題，在redis 資料夾內執行make時有個如下的錯 undefined reference to ‘__sync_add_and_fetch_4’

上網找了了好多最後在 https://github.com/antirez/redis/issues/736 找到解決方案，write CFLAGS= -march=i686 on src/Makefile head!

記得要把剛安裝失敗的檔案刪除，重新解壓新的安裝檔案，修改Makefile檔案，再make安裝。就不會發現原來那個錯誤了

關於redis的一些屬性註釋和基本型別操作在上一篇redis 的開胃菜有詳細的說明，這裡就不再重複累贅了（實質是想偷懶 ，哈哈！）

memcache和redis比較

最後，把memcache和redis放在一起不得不會讓人想到兩者的比較，誰快誰好用啊，群裡面已經為這個事打架很久了，我就把我看到的在這裡跟大家分享下。
在別人發了一個memcache效能比redis好很多後，redis 作者 antirez 發表了一篇博文，主要是說到如何給redis 和 memcache 做壓力測試，文中講到有個人說許多開源軟體都應該丟進廁所，因為他們的壓力測試指令碼太2了，作者對這個說明了一番。redis vs memcache is definitely an apple to apple comparison。 呵呵，很明確吧，兩者的比較是不是有點雞蛋挑骨頭的效果，作者在相同的執行環境做了三次測試取多好的值，得到的結果如下圖:

需要申明的是此次測試在單核心處理的過程的資料，memcache是支援多核心多執行緒操作的（預設沒開）所以在預設情況下上圖具有參考意義，若然則memcache快於redis。那為什麼redis不支援多執行緒多核心處理呢？作者也發表了一下自己的看法，首先是多執行緒不變於bug的修復，其實是不易軟體的擴充套件，還有資料一致性問題因為redis所有的操作都是原子操作，作者用到一個詞nightmare 噩夢，呵呵！ 當然不支援多執行緒操作，肯定也有他的弊端的比如效能想必必然差，作者從2.2版本後專注redis cluster的方向開發來緩解其效能上的弊端，說白了就是縱向不行，橫向提高。