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詳解MySQL下InnoDB引擎中的Memcached插件,innodbmemcached

編輯:MySQL綜合教程

詳解MySQL下InnoDB引擎中的Memcached插件,innodbmemcached


前些年,HandlerSocket的橫空出世讓人們眼前一亮,當時我還寫了一篇文章介紹了其用法梗概,時至今日,由於種種原因,HandlerSocket並沒有真正流行起來,不過慶幸的是MySQL官方受其啟發,研發了基於InnoDB的Memcached插件,總算是在MySQL中延續了NoSQL的香火,以前單獨架設Memcached服務器不僅浪費了內存,而且還必須自己維護數據的不一致問題,有了Memcached插件,這些問題都不存在了,而且借助MySQL本身的復制功能,我們可以說是變相的實現了Memcached的復制,這更是意外之喜。

 
安裝

為了讓文章更具完整性,我們選擇從源代碼安裝MySQL,需要注意的是早期的版本有內存洩漏,所以推薦安裝最新的穩定版,截至本文發稿時為止,最新的穩定版是5.6.13,我們就以此為例來說明,過程很簡單,只要激活了WITH_INNODB_MEMCACHED即可:
 

shell> groupadd mysql
shell> useradd -r -g mysql mysql
shell> tar zxvf mysql-5.6.13.tar.gz
shell> cd mysql-5.6.13
shell> cmake . -DWITH_INNODB_MEMCACHED=ON
shell> make
shell> make install
shell> cd /usr/local/mysql
shell> chown -R mysql .
shell> chgrp -R mysql .
shell> scripts/mysql_install_db --user=mysql
shell> chown -R root .
shell> chown -R mysql data
shell> bin/mysqld_safe --user=mysql &
shell> cp support-files/mysql.server /etc/init.d/mysql.server

MySQL安裝完畢後,在插件目錄我們能看到innodb_engine.so和libmemcached.so:
 

mysql> SELECT @@plugin_dir;
+------------------------------+
| @@plugin_dir         |
+------------------------------+
| /usr/local/mysql/lib/plugin/ |
+------------------------------+

此外還需要導入Memcached插件所需要的表結構:
 
mysql> SOURCE /usr/local/mysql/share/innodb_memcached_config.sql

一切就緒後就可以激活Memcached插件了(當然如果需要的話也可以禁止):
 
mysql> INSTALL PLUGIN daemon_memcached soname "libmemcached.so";
mysql> UNINSTALL PLUGIN daemon_memcached;

說明:如果要重啟插件的話,可以先uninstall,再install。

Memcached插件相關的配置信息如下,具體介紹可以參考官方文檔:
 

mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%memcached%';
+----------------------------------+------------------+
| Variable_name          | Value      |
+----------------------------------+------------------+
| daemon_memcached_enable_binlog  | OFF       |
| daemon_memcached_engine_lib_name | innodb_engine.so |
| daemon_memcached_engine_lib_path |         |
| daemon_memcached_option     |         |
| daemon_memcached_r_batch_size  | 1        |
| daemon_memcached_w_batch_size  | 1        |
+----------------------------------+------------------+

注意:daemon_memcached_r_batch_size和daemon_memcached_w_batch_size,這兩個選項對性能影響較大,簡單點說就是控制事務提交的頻率,MySQL的缺省值均為1,也就是說每次都提交,這主要是從安全性考慮的,大家可以依照自己的情況來調整。

差不多了,此時Memcached端口應該准備就緒了,你可以試試看:
 

shell> echo "stats" | nc localhost 11211

換句話說,MySQL已經兼容Memcached協議,可以直接使用Memcached命令。
配置

在安裝步驟裡,我們導入了一個名為innodb_memcached_config.sql的腳本,它創建了一庫(innodb_memcache)三表(cache_policies, config_options, containers):
 

mysql> USE innodb_memcache
mysql> SHOW TABLES;
+---------------------------+
| Tables_in_innodb_memcache |
+---------------------------+
| cache_policies      |
| config_options      |
| containers        |
+---------------------------+

cache_policies定義了緩存策略,包含如下選擇:

    innodb_only:只使用InnoDB作為數據存儲。
    cache-only:只使用傳統的Memcached引擎作為後端存儲。
    caching:二者皆使用,如果在Memcached裡找不到,就查詢InnoDB。

config_options定義了分隔符號:

    separator:Memcached只識別單值,使用此分隔符(|)來連接多個字段的值。
    table_map_delimiter:通過此分隔符(.)來確認表和鍵,如:@@table.key。

如果我們想通過Memcached協議來訪問一個表,需要先在containers中配置它:
 

mysql> SELECT * FROM containers\G
*************************** 1. row ***************************
         name: aaa
       db_schema: test
       db_table: demo_test
      key_columns: c1
     value_columns: c2
         flags: c3
      cas_column: c4
  expire_time_column: c5
unique_idx_name_on_key: PRIMARY

如上已經有了test數據庫的demo_test表,通過c1查詢c2的值,表結構如下所示:
 

mysql> DESC test.demo_test;
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+
| c1  | varchar(32)     | NO  | PRI |     |    |
| c2  | varchar(1024)    | YES |   | NULL  |    |
| c3  | int(11)       | YES |   | NULL  |    |
| c4  | bigint(20) unsigned | YES |   | NULL  |    |
| c5  | int(11)       | YES |   | NULL  |    |
+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+

缺省情況下有一行數據:
 

mysql> SELECT * FROM test.demo_test;
+----+--------------+------+------+------+
| c1 | c2      | c3  | c4  | c5  |
+----+--------------+------+------+------+
| AA | HELLO, HELLO |  8 |  0 |  0 |
+----+--------------+------+------+------+

讓我們用Memcached協議來訪問看看:

 

shell> echo "get @@aaa.AA" | nc localhost 11211
VALUE @@aaa.AA 8 12
HELLO, HELLO
END

我們還可以先設定缺省訪問的表,然後後續的查詢就只寫鍵名就可以了:
 

shell> (echo "get @@aaa"; echo "get AA") | nc localhost 11211
VALUE @@aaa 0 14
test/demo_test
END
VALUE AA 8 12
HELLO, HELLO
END

雖然我的例子都是通過命令行執行的,但是大家很容易就更改寫成PHP之類的方法。
限制

Memcached插件用起來非常簡單,不過並不是一切都很完美,比如說:當我們配置表的時候,containers表的字段,除了key_columns和value_columns以外,其它的字段,如:flags,cas_column,expire_time_column等也必須設定,可是很多時候,我們在原表中找不到貼切的字段,此時就只能對應新建三個字段,味道很惡心。

此外,containers表還有如下限制:

  •     key_columns字段的類型必須是CHAR或VARCHAR,且最大長度是250個字符。
  •     value_columns字段的類型必須是CHAR或VARCHAR或BLOB,長度不限。
  •     cas_column字段的類型必須是BIGINT。
  •     expiration_time_column字段的類型必須是INT。
  •     flags字段的類型必須是INT。

說明:隨著MySQL版本的更新,這些限制可能會發生變化,請大家以實際情況為准。
實戰

讓我們以一個用戶登錄的例子來檢驗一下學習成果:

首先在測試數據庫創建一個用戶表:
 

USE `test`
 
CREATE TABLE `users` (
  `id` INT(10) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` VARCHAR(15) NOT NULL,
  `password` VARCHAR(32) NOT NULL,
  `email` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `flags` INT(10) UNSIGNED DEFAULT '0',
  `cas_column` BIGINT(20) UNSIGNED DEFAULT '0',
  `expire_time_column` INT(10) UNSIGNED DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB;

然後添加幾行測試數據:
 

INSERT INTO `users` (`username`, `password`, `email`)
VALUES
('foo', 'ffffffffffffffffffffffffffffffff', '[email protected]'),
('bar', 'bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb', '[email protected]');

接著在containers裡配置這個表:
 

INSERT INTO innodb_memcache.containers (
  name, db_schema, db_table, key_columns, value_columns,
  flags, cas_column, expire_time_column, unique_idx_name_on_key
) VALUES (
  'default', 'test', 'users', 'username', 'password|email',
  'flags', 'cas_column', 'expire_time_column', 'username'
);

這裡我們定義了多個字段(password和email)作為value_columns,並且使用豎線作為分隔符,實際上使用空格,逗號之類分隔符也可以,在innodb_config.c文件的源代碼中能查到如下關於分隔符的定義,文檔裡並沒有涵蓋這些信息:
 

static const char* sep = " ;,|\n";

最後使用Memcached協議來訪問一下,這裡我們換個花樣,執行一個MGET操作:
 

shell> echo "get foo bar" | nc localhost 11211
VALUE foo 0 47
ffffffffffffffffffffffffffffffff|[email protected]
VALUE bar 0 47
bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb|[email protected]
END

既然我定義value_columns的時候設置了多個字段,那麼返回數據的時候自然也返回多個字段的數據,並且它們依照innodb_memcache.config_options表中的separator字段來分隔,缺省情況下是一個豎線,如果你的字段內容裡包含了豎線,那麼就會和缺省值發生沖突,此時你可以更新separator的定義,比如改成三個豎線等等,需要提醒的是,修改後別忘了重啟Memcached插件。

說明:因為們在配置的時候把表命名為default,所以在請求的時候不用傳遞表名。如果不存在default,那麼會把名字按照字母順序正序排列,排在第一位的就是缺省。

本文在使用Memcached插件的時候,所有例子均使用的是讀操作,實際上寫操作也是支持的,不過在實際使用時,我更傾向於寫操作都通過SQL來執行,而Memcached插件僅處理KV形式的讀操作,實際壓力測試的結果顯示,Memcached插件比SQL的方式,性能提升了百分之一百左右,雖然仍不及獨立的Memcached,但考慮到其它的優勢,這個結果已經很讓人欣喜了,下一站,InnoDB的Memcached插件!大家做好准備吧。

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