PHP扩展Memcache分布式部署方案

基础环境

其实基于PHP扩展的Memcache客户端实际上早已经实现，而且非常稳定。先解释一些名词，Memcache是danga.com的一个开源项目，可以类比于MySQL这样的服务，而PHP扩展的Memcache实际上是连接Memcache的方式。

首先，进行Memcache被安装具体可查看博客里的其它几篇文章;
其次，进行PHP扩展的安装，官方地址是http://pecl.php.net/package/memcache
最后，启动Memcache服务，比如这样,通过不同端口启动多个进程模拟分布式：

/usr/local/bin/memcached -d -p 11211 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

/usr/local/bin/memcached -d -p 11213 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

/usr/local/bin/memcached -d -p 11214 -u root -m 10 -c 1024 -t 8 -P /tmp/memcached.pid

启动三个只使用10M内存以方便测试。

参数说明：

-d选项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，我这里是512MB，
-u是运行Memcache的用户，我这里是root，
-l 是监听的服务器IP地址，如果有多个地址的话，我这里指定了服务器的IP地址192.168.0.1，
-p是设置Memcache监听的端口，我 这里设置了11211，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，我这里设置了512，按照你服务器的负载量 来设定，
-P是设置保存Memcache的pid文件，我这里是保存

分布式部署

PHP的PECL扩展中的memcache实际上在2.0.0的版本中就已经实现多服务器支持，现在都已经2.2.5了。请看如下代码

$memcache = new Memcache;
$memcache->addServer('localhost', 11211);
$memcache->addServer('localhost', 11213);
$memcache->addServer('localhost', 11214);
$memStats = $memcache->getExtendedStats();
print_r($memStats);

通过上例就已经实现Memcache的分布式部署，是不是非常简单。

分布式系统的良性运行

在Memcache的实际使用中，遇到的最严重的问题，就是在增减服务器的时候，会导致大范围的缓存丢失，从而可能会引导数据库的性能瓶颈。测试时可以通过关闭一个memcached进程，来测试数据是否存在，实例:

<?php
//第一次设置值后再作注释

$memcache = new Memcache;
$memcache->addServer('localhost', 11211);

//$memcache->set("mykey", "这个值在11213添加前添加的");

$memcache->addServer('localhost', 11213);

if (!$memcache) echo "Connection to memcached failed";
  /*
  $memcache->set("str_key", "String to store in memcached");
  $memcache->set("num_key", 123);

  $object = new StdClass;
  $object->attribute = 'test';
  $memcache->set("obj_key", $object);

  $array = Array('assoc'=>123, 345, 567);
  $memcache->set("arr_key", $array);
  */

  var_dump($memcache->get('mykey'));
  var_dump($memcache->get('str_key'));
  var_dump($memcache->get('num_key'));
  var_dump($memcache->get('obj_key'));

$memStats = $memcache->getExtendedStats();
var_dump($memStats);
?>

测试时关闭其中一台，可能会导致数据丢失：

string '这个值在11213添加前添加的' (length=35)
string 'String to store in memcached' (length=28)
boolean false
boolean false

为了避免出现这种情况，请先看Consistent hashing算法，中文的介绍可以参考memcached全面剖析--4. memcached的分布式算法，通过存取时选定服务器算法的改变，来实现。

memcached虽然称为“分布式”缓存服务器，但服务器端并没有“分布式”功能。

修改PHP的Memcache扩展memcache.c的源代码中的

"memcache.hash_strategy" = standard
为

"memcache.hash_strategy" = consistent
重新编译，这时候就是使用Consistent hashing算法来寻找服务器存取数据了。
有效测试数据表明，使用Consistent hashing可以极大的改善增删Memcache时缓存大范围丢失的情况。

NonConsistentHash: 92% of lookups changed after adding a target to the existing 10
NonConsistentHash: 90% of lookups changed after removing 1 of 10 targets
ConsistentHash: 6% of lookups changed after adding a target to the existing 10
ConsistentHash: 9% of lookups changed after removing 1 of 10 targets

安全配置

Memcache服务器端都是直接通过客户端连接后直接操作，没有任何的验证过程，这样如果服务器是直接暴露在互联网上的话是比较危险，轻则数据泄露被其他无关人员查看，重则服务器被入侵，因为Mecache是以root权限运行的，况且里面可能存在一些我们未知的bug或者是缓冲区溢出的情况，这些都是我们未知的，所以危险性是可以预见的。

内网访问

最好把两台服务器之间的访问是内网形态的，一般是Web服务器跟Memcache服务器之间。普遍的服务器都是有两块网卡，一块指向互联网，一块指向内网，那么就让Web服务器通过内网的网卡来访问Memcache服务器，我们Memcache的服务器上启动的时候就监听内网的IP地址和端口，内网间的访问能够有效阻止其他非法的访问。

# memcached -d -m 1024 -u root -l 192.168.0.200 -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid

Memcache服务器端设置监听通过内网的192.168.0.200的ip的11211端口，占用1024MB内存，并且允许最大1024个并发连接

设置防火墙

防火墙是简单有效的方式，如果却是两台服务器都是挂在网的，并且需要通过外网IP来访问Memcache的话，那么可以考虑使用防火墙或者代理程序来过滤非法访问。 一般我们在Linux下可以使用iptables或者FreeBSD下的ipfw来指定一些规则防止一些非法的访问，比如我们可以设置只允许我们的Web服务器来访问我们Memcache服务器，同时阻止其他的访问。

# iptables -F
# iptables -P INPUT DROP
# iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.0.2 --dport 11211 -j ACCEPT
# iptables -A INPUT -p udp -s 192.168.0.2 --dport 11211 -j ACCEPT

上面的iptables规则就是只允许192.168.0.2这台Web服务器对Memcache服务器的访问，能够有效的阻止一些非法访问，相应的也可以增加一些其他的规则来加强安全性，这个可以根据自己的需要来做。