2018-5-21 NoSQL、memcached安装

21.1 nosql介绍

·什么是NoSQL

·非关系型数据库就是NoSQL，关系型数据库代表MySQL

·对于关系型数据库来说，是需要把数据存储到库、表、行、字段里，查询的时候根据条件一行一行地去匹配，当量非常大的时候就很耗费时间和资源，尤其是数据是需要从磁盘里去检索

·NoSQL数据库存储原理非常简单（典型的数据类型为k-v），不存在繁杂的关系链，比如mysql查询的时候，需要找到对应的库、表（通常是多个表）以及字段。

·NoSQL数据可以存储在内存里，查询速度非常快

·NoSQL在性能表现上虽然能优于关系型数据库，但是它并不能完全替代关系型数据库

·NoSQL因为没有复杂的数据结构，扩展非常容易，支持分布式

·常见NoSQL数据库

·k-v（key-value）形式的：memcached、redis 适合储存用户信息，比如会话、配置文件、参数、购物车等等。这些信息一般都和ID（键）挂钩，这种情景下键值数据库是个很好的选择。

·文档数据库：mongodb   将数据以文档的形式储存。每个文档都是一系列数据项的集合。每个数据项都有一个名称与对应的值，值既可以是简单的数据类型，如字符串、数字和日期等；也可以是复杂的类型，如有序列表和关联对象。数据存储的最小单位是文档，同一个表中存储的文档属性可以是不同的，数据可以使用XML、JSON或者JSONB等多种形式存储。

·列存储 Hbase

·图  Neo4J、Infinite Graph、OrientDB

21.2 memrcached介绍

·Memcached是国外社区网站LiveJournal团队开发，目的是为了通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，从而提高动态web站点性能。

·官方站点 http://www.memcached.org/ 

·数据结构简单(k-v)，数据存放在内存里，重启系统或重启服务，数据会丢失，因此定期备份到磁盘中

·多线程

·基于c/s架构，协议简单

·基于libevent的事件处理

·自主内存存储处理（slab allowcation)

·数据过期方式：Lazy Expiration 和 LRU

·Memcached的数据流向

·Slab allocation

·Slab Allocation的原理

·将分配的内存分割成各种尺寸的块（chunk）， 并把尺寸相同的块分成组（chunk的集合），每个chunk集合被称为slab。

·Memcached的内存分配以Page为单位，Page默认值为1M，可以在启动时通过-I参数来指定。

·Slab是由多个Page组成的，Page按照指定大小切割成多个chunk。

·Growth factor

·Memcached在启动时通过-f选项可以指定 Growth Factor因子。该值控制chunk大小的差异。默认值为1.25。

·通过memcached-tool命令查看指定Memcached实例的不同slab状态，可以看到各Item所占大小（chunk大小）差距为1.25

·命令：# memcached-tool 127.0.0.1:11211 display

·Memcached的数据过期方式

·1，Lazy Expiration 

·Memcached 内部不会监视记录是否过期，而是在 get 时查看记录的时间戳，检查记录是否过期。这种技术被称为 lazy（惰性）expiration。因此，Memcached 不会在过期监视上耗费CPU时间。

·2，LRU

·Memcached会优先使用已超时的记录的空间，但即使如此，也会发生追加新记录时空间不足的情况，此时就要使用名为Least Recently Used（LRU）机制来分配空间。顾名思义，这是删除“最近最少使用”的记录的机制。因此，当内存空间不足时（无法从slab class获取到新的空间时），就从最近未被使用的记录中搜索，并将其空间分配给新的记录。从缓存的实用角度来看，该模型十分理想。

21.3 安装memcached

·安装：

[[email protected] ~]# rpm -qa libevent

libevent-2.0.21-4.el7.x86_64

[[email protected] ~]# yum install -y memcached

（过程略）

已安装:

memcached.x86_64 0:1.4.15-10.el7_3.1

[[email protected] ~]# systemctl start memcached

[[email protected] ~]# ps aux |grep memcache

memcach+   1551  0.0  0.1 325564  1180 ?        Ssl  20:53   0:00 /usr/bin/memcached -u memcached -p 11211 -m 64 -c 1024

root       1558  0.0  0.0 112676   984 pts/0    R+   20:53   0:00 grep --color=auto memcache

（-u指定用户，-p指定端口，-m分配内存，-c最大并发数，参数可以在启动的时候设置）

·有两种更改参数的方法：一种在启动服务时手动指定，二是在 /etc/sysconfig/memcached 中设置

[[email protected] ~]# vim /etc/sysconfig/memcached

PORT="11211"

USER="memcached"

MAXCONN="1024"

CACHESIZE="64"

OPTIONS="127.0.0.1"

·memcached

-u 指定用户

-p 指定端口

-m 指定memcached分配内存

-c 最大并发数

-l 指定监听的ip

-d 后台启动

（平时最多更改分配内存）

21.4 查看memcachedq状态

·查看memcached状态有3中方法：1，memcached-tool工具；2，nc命令；3，memstat 命令

·memcached-tool工具

[[email protected] ~]# memcached-tool 127.0.0.1:11211 stats

get_hits 除以 curr_items 来计算命中率

·nc命令

[[email protected] ~]# yum install -y nc

（过程略）

已安装:

nmap-ncat.x86_64 2:6.40-13.el7

·查询 memcached 状态：

[[email protected] ~]# echo stats | nc 127.0.0.1 11211

·memstat：若安装 libmemcached 后，可以使用命令 memstat

[[email protected] ~]# rpm -qa libmemcached

[[email protected] ~]# yum install -y libmemcached

（过程略）

已安装:

libmemcached.x86_64 0:1.0.16-5.el7

[[email protected] ~]# memstat --servers=127.0.0.1:11211

汇总：

[[email protected] ~]# memcached-tool 127.0.0.1:11211 stats

[[email protected] ~]# echo stats | nc 127.0.0.1 11211

[[email protected] ~]# memstat --servers=127.0.0.1:11211