极客教程MySQL与Memcache的工作原理
在Web应用程序中，为了提高系统的性能，数据库操作是必不可少的。然而，数据库每次操作都要进行网络IO，这在高并发的访问情况下会导致数据库的性能问题。为了解决这个问题，缓存技术被提出。Memcached是一种在高访问负载环境下使用的缓存技术，它可以在程序内存中将数据缓存起来，从而减少了对数据库的IO操作，提高了应用程序的性能。
同时，MySQL和Memcached结合使用也可以利用MySQL的事务、存储过程、触发器等丰富的特性，为应用程序提供更多的服务和功能。本文将介绍MySQL如何与Memcached进行结合使用，以及该如何配置和使用Memcached与MySQL的缓存方案。
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MySQL与Memcached的结合使用
MySQL与Memcached之间的结合使用有三种模式：缓存模式、层次模式和反向代理模式。下面我们会依次介绍这三种模式。
缓存模式
在缓存模式下，Memcached被用作MySQL的一种缓存机制，将数据存储在Memcached中，当需要查询数据时，系统首先查询Memcached缓存，如果缓存中存在数据则直接返回，否则再去MySQL中查询数据，并将结果存储到Memcached中。因此，这种模式可以极大地加速数据读取。
下面以php作为开发语言，介绍一下如何使用Memcached。
首先，需要引入Memcached扩展。
<?php
mem = new Memcached();mem->addServer("127.0.0.1", 11211);
?>
addServer方法实现了Memcached的地址与端口号定位，可以添加多个地址端口组成的服务器列表。
接下来，可以在应用程序的查询语句中加入以下代码：
$key = md5("SELECT * FROM users WHERE id = 1");
$result = $mem->get($key);
if ($result) {
// 缓存中存在数据，直接返回
} else {
// 查询MySQL数据库并将结果存储到缓存中
$res = mysqli_query("SELECT * FROM users WHERE id = 1");
$rows = mysqli_fetch_all($res, MYSQLI_ASSOC);
$mem->set($key, $rows[0], MEMCACHE_COMPRESSED, 3600);
}
上述代码首先对查询语句进行MD5加密，生成缓存键名$key。然后使用Memcached的get方法查找缓存，如果返回结果不为空，说明缓存中存在数据，直接返回即可；否则，查询MySQL数据，将结果存储到Memcached缓存中，并设置过期时间。
层次模式
在层次模式下，Memcached同时向MySQL和缓存层提供服务。在查询时，如果缓存层存在数据，直接返回结果。否则，从MySQL中查询数据，并将结果存储到缓存中。同时，在修改数据时，除了更新MySQL中的数据，还要同步更新缓存层中的数据，以保证数据的一致性。
以下是实现层次模式缓存的示例代码：
<?php
class MemcachedCache {
const CACHE_PREFIX = "mysql:";
const CACHE_TIME = 60;
private memcached;
privatedb;
public function __construct(db_host,db_user, db_password,db_database) {
this->memcached = new Memcached();this->memcached->addServer("localhost", 11211);
this->db = new mysqli(db_host, db_user,db_password, db_database);
if (mysqli_connect_errno()) {
die('Connect Error (' . mysqli_connect_errno() . ') '
. mysqli_connect_error());
}
}
public functionget(key) {
cached =this->memcached->get(self::CACHE_PREFIX . key);
if (cached) {
return cached;
}query = this->db->query("SELECT * FROM users WHERE id = " .this->db->real_escape_string(key));result = mysqli_fetch_assoc(query);this->memcached->add(self::CACHE_PREFIX . key,result, self::CACHE_TIME);
return result;
}
public function set(key, data) {this->db->query("UPDATE users SET name = " . this->db->real_escape_string(data['name']) . " WHERE id = " . this->db->real_escape_string(key));
this->memcached->set(self::CACHE_PREFIX .key, data, self::CACHE_TIME);
}
public function delete(key) {
this->db->query("DELETE FROM users WHERE id = " .this->db->real_escape_string(key));this->memcached->delete(self::CACHE_PREFIX . $key);
}
}
?>
上述代码将数据库的操作都封装在了MemcachedCache类中，并在get、set、delete方法中实现了缓存的读取、更新和删除操作。
反向代理模式
反向代理模式下，MySQL和Memcached都在同一个服务器上运行。因此，MySQL可以直接连接本地的Memcached服务，而不需要通过网络IO访问。
以下是实现反向代理模式缓存的示例代码：
<?php
db_server = "localhost";db_user = "root";
db_password = "root";db_name = "testdb";
cache_server = "localhost";cache_port = 11211;
// 连接MySQL数据库
conn = mysqli_connect(db_server, db_user,db_password, db_name);
if (!conn) {
die("Connection failed: " . mysqli_connect_error());
}
// 连接Memcached缓存服务
memcached = new Memcached();memcached->addServer(cache_server,cache_port);
// 设置Memcached为MySQL的缓存代理
mysql_caching = new MemcachedProxy(conn, memcached);
// 查询数据（如果缓存中存在数据，直接返回缓存数据）query = "SELECT * FROM users WHERE id=1";
result =mysql_caching->query($query);
?>
上述代码中，利用MemcachedProxy类实现了MySQL与Memcached的结合使用，包含了Memcached缓存读取、更新和MySQL查询的功能。
总结
MySQL与Memcached结合使用是提高Web应用程序性能的重要手段之一。通过缓存模式、层次模式和反向代理模式的实现，可以大大缓解数据库的性能问题，提高Web应用程序的并发处理能力。同时，在实现过程中，需要注意缓存的管理与更新，以确保数据的完整性和一致性。