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68. Memcached

Memcached是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,用来分担数据库的压力。Memcached可以存储各种各样的数据,包括图像,视频,文件以及数据库检索的结果等等,简单来说就是将数据存储到内存中,然后再从内存中读取,从而大大提高读取速度。实际是不会将二进制文件直接存储到Memcached中的,只存储二进制文件的路径。

Memcached经常被用于以下情况:存储验证码、图形验证码、短信验证码、登录session等所有不是至关重要的数据。

69. Memcached的安装和启动

Windows: (尽量使用管理员模式来安装)

不在管理员下运行会报错:

failed to install service or service already installed

如果出现提示信息,缺失pthreadGC2.dll文件,将其拷贝到C:\Windows\System32下即可0

参考和文件下载:https://commaster.net/content/installing-memcached-windows

memcached没有提供windows下的安装包,需要自己编译

  • 安装: memcached.exe -d install
  • 启动: memcached.exe -d start

Linux(Ubuntu):

  • 安装: sudo apt-get install memcached
  • 启动: sudo service memcached start

Linux如果想要指定参数,就不能使用上面的方式启动,而应该使用下面的方法来运行

/usr/bin/memcached 参数(需要指定-u 用户)
如:
/usr/bin/memcached -u memcached -m 1024 -p 11212 -d start

70. Memcached 的参数

  • -d 这个参数是让memcached在后台运行
  • -m 指定占用多少内存,以M为单位,默认64M
  • -p 指定占用端口,默认使用11211端口
  • -l 其它机器可以通过哪个ip地址连接本机的memcached,如果Linux使用service方式启动的话,那么只有本机可以访问,其他机器不行,如果需要其他机器访问,则设置参数-l0.0.0.0

71. 使用Telnet操作memcached

语法:

telnet ip port
如:
telnet 127.0.0.1 11211
------------------------------------
set username 0 60 3     # 60:过期时间  3:长度
abc
------------------------------------
get username

1. 添加数据

参考:https://blog.csdn.net/codetomylaw/article/details/43015295

  • set

    语法:

    set key flas timeout value_length 
    # flas 代表是否需要压缩, 一般设置为0,不需要压缩
    # timeout 代表过期时间
    # value_length 代表值长度, 长度必须要一致,否则无法存储
    value
    

    如果key存在,则覆盖

    示例:

    set username 0 60 4
    ying
    
  • add,只能添加 不存在的key,不想set可以覆盖

    语法:

    add key flas(0) timeout value_length
    value
    

    示例:

    add username 0 60 4
    ying
    

2. 获取数据

  • get

    语法:获取多个值空格隔开

    get key
    

    示例:

    get username
    

3. 删除数据

  • delete

    语法:

    delete key
    

    示例:

    delete username
    
  • flash_all

    删除memcached中所有的数据

    语法:

    flash_all
    

其它

  • replace

替换

语法:

replace key flas timeout value_length
value

示例:

replace username 0 80 7
yingjoy
  • incr

给对应的值加上一定的值

语法

incr key add

示例:

set age 0 120 2
18
----------------
incr age 2
----------------
get age
20

对应decr,进行减操作

  • append往后追加:append key datablock status
  • prepend往前追加:prepend key datablock status

  • 监察存储命令cas

  • stats

    查看memcached当前的状态,可以计算出命中率,从而判断memcached中是否存在很多垃圾文件。

    • get_hists 获取命中多少次
    • get_misses获取get空的次数
    • curr_items当前memcached中键值对的个数
    • total_connectionsmemcached开启到现在总共的连接数
    • curr_connections当前连接数
  • 注: Memcached默认最大连接数为1024

72. 使用Python操作Memcached

1. 安装python-memcached

pip install python-memcached

2. 建立连接

import memcache
mc = memcache.Client(['192.168.1.200', '11211'], debug=True)
# 这里可以分布式,在list后面再添加memcached服务器即可

3. 设置数据

mc.set('welcome', 'hello world', time=60*5)
mc.set_multi({'username':'ying', 'age':18}, time=60*5)

4. 获取数据

result = mc.get_multi(['welcome', 'username', 'age'])
print(result)
# 这里result是字典类型

5. 删除数据

mc.delete('welcome')
result = mc.get('welcome')
print(result)

6. 自增

mc.incr('age', delta=1)
result = mc.get('age')
print(result)

7. 自减

mc.decr('age', delta=10)
result = mc.get('age')
print(result)

分布式的时候,存的值是按照memcached的算法分配的,不同字段会在集群上不同的机器上存储。

73. Memcached的安全机制

由于Memcached登录的时候不需要输入用户名和密码,只需直到memcached服务器的ip和端口号即可,导致不安全,下面是解决方案:

  1. 开启服务器的时候-l参数不使用0.0.0.0设置仅允许本地可以连接
  2. 使用防火墙,关闭memcached端口,这样也可以防止其它服务器访问
  3. 编写防火墙规则

一般Memcached都在内网使用,不会在公网使用。

74. Redis

Redis是一种NoSQL数据库,他们的数据是保存在内存中,同时Redis也可以定时的把内存数据同步到磁盘中,即可以将数据持久化,并且他比Memcached支持更多的数据结构,(string, list[队列和栈], set[集合], sorted set[有序集合], hash(hash表))。参考文档:

http://redisdoc.com/index.html

1. Redis的使用场景

  • 登录会话存储,存储在redis比memcached相比,数据不会丢失
  • 排行榜/计数器:做排行耪用
  • 作为消息队列:比如celery就是使用redis做中间件
  • 当前在线人数
  • 一些常用的数据缓存:比如bbs论坛,板块不会经常变换,但是每次访问首页都需要从mysql中获取,可以在redis中缓存起来,不用每次都请求mysql数据库。
  • 把前200篇文章缓存或者评论缓存:一般用户浏览网站,只会浏览网站前面一部分文章或者评论,那么可以把前面200篇文章或者评论缓存起来,用户访问超过缓存数的文章,就访问数据库获取,并且把之前的缓存删除。
  • 好友关系:如微博,QQ好友关系
  • 发布和订阅功能,可以用来做聊天软件

2. Redis和Memcached的比较

Memcached Redis
类型 纯内存缓存系统(数据库) 内存磁盘同步数据库
数据类型 在定义value时需要固定数据类型 不需要
虚拟内存 不支持 支持
过期策略 支持 支持
存储数据安全 不支持 可以将数据同步到dump.db
灾难恢复 不支持 可以将磁盘中的数据恢复到内存中
分布式 支持 主从同步
发布与订阅 不支持 支持

3. Redis的安装

建议在Linux系统

yum install gcc
wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.2.tar.gz
tar xzf redis-4.0.2.tar.gz
cd redis-4.0.2
make
make install

后台运行:

https://blog.csdn.net/ksdb0468473/article/details/52126009

添加环境遍历

vim /etc/profile
------------------------------
PATH=$PATH:/usr/local/bin
export PATH
------------------------------
source /etc/profile

4. Redis的操作

启动redis:

redis-server /usr/local/bin/redis.conf

连接redis

redis-cli -h [ip] -p [port]
-----------------------------------
127.0.0.1:6379>

添加数据

set key value
eg: 
set username ying

当值为字符串且有空格时,使用单/双引号包裹set welcome "hello world"

获取数据

get key
eg:
get username

删除数据

del key
eg:
del username

设置过期时间

expire key timeout(秒)
eg:
set username 5
1. set key value EX timeout
2. setex key timeout value
eg:
set username ying EX 5
setex username 5 ying

如果没有指定过期时间,则默认不过期

查看过期时间

ttl key
eg:
ttl username

可以查看key距离过期还有多少秒

查看当前redis中所有的key

keys pattern
eg:
keys *

pattern:正则匹配

5. 操作列表

Redis的列表分左右表头

在列表的左边添加元素

lpush key value
eg:
lpush user ying

将值列表key的表头。如果列表key不存在,一个空列表会被创建,然后再执行lpush操作,当key存在的时候,会报错。

可以添加多个值,多个值使用空格隔开

lpush user user1 user2

在列表右边添加元素

rpush key value
eg:
rpush user ying

将值插列表key的表尾。如果列表key不存在,一个空列表会被创建,然后再执行rpush操作,当key存在的时候,会报错。

查看列表中的元素

lrange key start stop

返回列表中指定的区域,区间的偏移量是start和stop,如果要从左边的第一个到最后一个lrange key 0 -1

移除列表中的值

lpop key
rpop key
eg:
lpop user
rpop user

#### 移除并返回列表key的中间元素

lrem key count value
eg:
lrem user 3 ying

从左将删除key列表中,count个值为value的元素

如果要删除所有,则设置count为0

  • count为正,则从表头到表尾删除

  • count为负,则从表尾到表头删除

指定返回第几个元素

lindex key index
eg:
lindex user 4

这个索引是从0开始的

获取列表中元素的个数

llen key
eg:
llen user

6. 操作集合(set)

集合元素不能重复

添加元素

添加元素的位置是随机

sadd set value1 value2 ...
eg:
sadd user user1 user2

查看元素

smembers set
eg:
smembers user

移除元素

srem set member
eg:
srem user user1

查看集合中元素的个数

scard set
eg:
scard user

获取多个集合的交集

sinter set1 set2
eg:
sinter user username

获取多个集合的并集

sunion set1 set2
eg:
sunion user username

获取多个集合的差集

sdiff set1 set2
eg:
sdiff user username

7. 操作哈希(hash)

添加一个新值

hset key field value
eg:
hset user username ying age 18

如果key不存在,则创建一个新的hash表,如果存在,则覆盖。

也可以使用hmset

获取hash中对应的field值

hget key field
eg:
hget user username

删除hash中某个field

hdel key field
eg:
hdel user age

获取hash中所有的field和value

hgetall key
eg:
hgetall user

获取hash中所有的field

hkeys key
eg:
hkeys user

获取hash中所有的value

hvals key
eg:
hvals user

获取hash中总共有多少键值对

hlen key
eg:
hlen user

8. 事务操作

Redis可以一次性执行多个命令,事务具有以下特点:

  • 隔离操作:事务中所有的命令会被序列化,按顺序执行,不会被其他命令打扰
  • 原子操作:事务中的命令要不全部执行,要不全部都不执行

开启一个事务

multi

以后执行的所有命令都会在这个事务中执行。

执行事务

exec

退出事务

discard

监视一个或多个key

watch key

先进行监视,再进入事务,如果监听的值与事务中有误,则不会执行事务。如,在另一个窗口中重新修改事务中key的值。

取消所有key的监视

uwatech

9. 发布/订阅操作

给某个频道发消息

publish channel message

订阅某个频道的消息

subscribe channel

10. 数据持久化

Redis提供了两种数据备份的方式,一种是RDB,另一种是AOF。

RDB同步机制:

  1. 开启和关闭:默认情况下是开启了。如果想关闭,那么注释掉redis.conf文件中的所有save选项就可以了。
  2. 同步机制:
    • save 900 1:如果在900s以内发生了1次数据更新操作,那么就会做一次同步操作。
    • save 300 10:如果在300s以内发生了10数据更新操作,那么就会做一次同步操作。
    • save 60 10000:如果在60s以内发生了10000数据更新操作,那么就会做一次同步操作。
  3. 存储内容:具体的值,而是命令。并且是经过压缩后存储进去的。
  4. 存储路径:根据redis.conf下的dir以及rdbfilename来指定的。默认是/var/lib/redis/dump.rdb
  5. 优点:
    • 存储数据到文件中会进行压缩,文件体积比aof小。
    • 因为存储的是redis具体的值,并且会经过压缩,因此在恢复的时候速度比AOF快。
    • 非常适用于备份。
  6. 缺点:
    • RDB在多少时间内发生了多少写操作的时候就会出发同步机制,因为采用压缩机制,RDB在同步的时候都重新保存整个Redis中的数据,因此你一般会设置在最少5分钟才保存一次数据。在这种情况下,一旦服务器故障,会造成5分钟的数据丢失。
    • 在数据保存进RDB的时候,Redis会fork出一个子进程用来同步,在数据量比较大的时候,可能会非常耗时。

AOF同步机制:

  1. 开启和关闭:默认是关闭的。如果想要开启,那么修改redis.conf中的appendonly yes就可以了
  2. 同步机制:
    • appendfsync always:每次有数据更新操作,都会同步到文件中。
    • appendfsync everysec:每秒进行一次更新。
    • appendfsync no:使用操作系统的方式进行更新。普遍是30s更新一次。
  3. 存储内容:存储的是具体的命令。不会进行压缩。
  4. 存储路径:根据redis.conf下的dir以及appendfilename来指定的。默认是/var/lib/redis/appendonly.aof
  5. 优点:
    • AOF的策略是每秒钟或者每次发生写操作的时候都会同步,因此即使服务器故障,最多只会丢失1秒的数据。
    • AOF存储的是Redis命令,并且是直接追加到aof文件后面,因此每次备份的时候只要添加新的数据进去就可以了。
    • 如果AOF文件比较大了,那么Redis会进行重写,只保留最小的命令集合。
  6. 缺点:
    • AOF文件因为没有压缩,因此体积比RDB大。
    • AOF是在每秒或者每次写操作都进行备份,因此如果并发量比较大,效率可能有点慢。
    • AOF文件因为存储的是命令,因此在灾难恢复的时候Redis会重新运行AOF中的命令,速度不及RDB。

11. 给redis指定密码

  1. 设置密码:在reids.conf配置文件中,将requirepass pasword取消注释,并且指定你想设置的密码。
  2. 使用密码连接reids:
    • 先登录上去,然后再使用auth password命令进行授权。
    • 在连接的时候,通过-a参数指定密码进行连接。

12. 其他机器连接redis

如果想要让其他机器连接本机的redis服务器,那么应该在redis.conf配置文件中,指定bind 本机的ip地址。这样别的机器就能连接成功。不像是网上说的,要指定对方的ip地址。

75. Python操作Redis

安装

pip insatll redis

建立连接

from redis import Redis
xtredis = Redis('192.168.1.200', port='6379', password='123456')

对字符串进行操作

xtredis.set('username', 'ying')
result = xtredis.get('username')
print(result)

xtredis.delete('username')
result = xtredis.get('username')
print(result)

xtredis.set('username', 'ying')
xtredis.set('username', 'yingjoy')
result = xtredis.get('username')
print(result)

对列表进行操作

xtredis.lpush('user', 'user1')
xtredis.lpush('user', 'user2')
xtredis.rpush('user', 'user3')
result = xtredis.lrange('user', 0, -1)
print(result)

和控制台操作是一样一样的~

事务(管道)操作

redis支持事务操作,也就是一些操作只有统一完成,否则失败

pipeline = xtredis.pipeline()
pipeline.set('username', 'ying')
pipeline.set('age', 18)
pipeline.incr('age', 2)
pipeline.execute()

result = xtredis.keys('*')
print(result)
result = xtredis.get('age')
print(result)
----------------------------------
[b'user', b'username', b'age']
b'20'

发布与订阅

模拟异步发送邮件功能

发送者:

from redis import Redis

xtredis = Redis('192.168.1.200', port='6379', password='123456')

# 发布3条消息
for i in range(3):
    xtredis.publish('email', '{}xxx@qq.com'.format(i))

订阅者:

from redis import Redis

xtredis = Redis('192.168.1.200', port='6379', password='123456')

# 订阅
ps = xtredis.pubsub()
ps.subscribe('email')
# 监听
while True:
    # ps.listen() 返回一个生成器
    for item in ps.listen():
        if item['type'] == 'message':
            # 获取邮箱
            data = item['data']
            # bytes 转 str
            print(data.decode())
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