MemCached缓存操作
2024-08-29 07:29:39
Web项目在运行时，通常需要从数据库中进行读写。随着操作数据量的增大，以及访问量的集中，数据库的负载增加，数据库响应变慢，网站访问速度变慢的情况。Memcached就是用来解决这些问题的。
Memcached是一个开源的高性能的分布式缓存系统。主要用于减轻数据库负载，加速Web应用访问。它是基于内存的Key-Value存储系统，主要存储Value较小的数据，Value大小不能超过1M。总的来说，Memcached支持的数据结构是键值对，在支持的数据结构上要比Redis简单。
Memcached的使用场景有：
访问频度极高的业务，如社交网络，电子商务，游戏，广告等，可以将频繁访问的数据存储到Memcached中，从而减少对数据库的访问。
促销类业务，秒杀类业务，这些业务访问压力非常大，一般数据库根本无法承载这么大的业务量。
计数器，如点赞人数，文章阅读人数等。
存储小图片，减轻硬盘存储系统的访问压力。
那么，我们为什么要基于内存来存储呢？我们先来看一张比较计算机中各种存储介质处理数据速率的图片： 
内存，磁盘，CPU的运行方式不同。磁盘是毫秒级，内存是微妙级，CPU是纳秒级。可以说，比较内存和磁盘的速度差异，内存比磁盘快10万~100万倍。传输速度和总线的速度差异，虽然有SSD（Solid State Drives，固态硬盘），但是其速度还是无法和内存相比。
在操作中，如果无法在内存中计算的话，就必须搜索磁盘上的数据，但是磁盘I/O输入输出非常耗时。一般网站的一个请求响应时间要控制在1秒内。
我们来看MemCached的物理架构：
使用Memcached时的数据读取流程是：先从Memcached中取数据，如果取不到再从数据库中取数据，然后把数据保存到Memcached中。
使用Memcached时的数据更新流程是：先更新数据库，然后再更新Memcached缓存，或者删除数据缓存。
我们接下来看Memcached的应用：
首先，要安装Memcached服务器。我们以win7系统为例，切换到Memcached路径，在DOS窗口的命令行中执行安装与启动命令：
#安装Memcached服务器
memcached -d install
#启动Memcached服务
net strat "memcached server"
安装与启动Memcached服务后，我们接下来在idea开发工具中创建一个maven项目，在里面通过代码查看Memcached的基本操作：
package com.itszt.DemoMC.domain;
/**
* 订单实体类,id,名称,下订单时间
*/
public class OrderRequest {
private int orderId;
private String orderName,orderTime; public OrderRequest() {
} public OrderRequest(int orderId, String orderName, String orderTime) {
this.orderId = orderId;
this.orderName = orderName;
this.orderTime = orderTime;
} public int getOrderId() {
return orderId;
} @Override
public String toString() {
return "OrderRequest{" +
"orderId=" + orderId +
", orderName='" + orderName + '\'' +
", orderTime='" + orderTime + '\'' +
'}';
} public void setOrderId(int orderId) {
this.orderId = orderId;
} public String getOrderName() {
return orderName;
} public void setOrderName(String orderName) {
this.orderName = orderName;
} public String getOrderTime() {
return orderTime;
} public void setOrderTime(String orderTime) {
this.orderTime = orderTime;
}
}
********************************************
package com.itszt.DemoMC; import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.itszt.DemoMC.domain.OrderRequest;
import net.rubyeye.xmemcached.MemcachedClient;
import net.rubyeye.xmemcached.XMemcachedClientBuilder;
import net.rubyeye.xmemcached.exception.MemcachedException;
import net.rubyeye.xmemcached.utils.AddrUtil; import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeoutException; /**
* MemCached的基本操作
*/
public class App {
public static void main(String[] args) {
//创建操作MemCached的客户端
XMemcachedClientBuilder memcachedClientBuilder = new XMemcachedClientBuilder(AddrUtil.getAddresses("192.168.1.160:11211"));
MemcachedClient memcachedClient =null;
try {
memcachedClient = memcachedClientBuilder.build();
System.out.println("memcachedClient = " + memcachedClient); boolean booDel = memcachedClient.delete("data1");
if(booDel){
System.out.println("删除成功");
}else{
System.out.println("无此数据");
} //向MemCached中插入字符串数据
/*memcachedClient.add("data1",0,"测试数据1");
memcachedClient.add("data2",0,"测试数据2");*/ /*memcachedClient.set("data1",0,"测试数据1");
memcachedClient.set("data2",0,"测试数据2");*/
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} /*catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
}*/ catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} //从MemCached中取单个数据
/*try {
Object data1 = memcachedClient.get("data1");
System.out.println("data1 = " + data1);
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
}*/ //取出一批数据
List<String> keys=new ArrayList<>();
keys.add("data1");
keys.add("data2");
try {
//从memcached中读取字符串
Map<String, Object> objectMap = memcachedClient.get(keys);
System.out.println("objectMap = " + objectMap);
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
} //存储对象
OrderRequest orderRequest = new OrderRequest(1, "大黄", new Date().toString());
System.out.println(JSON.toJSON(orderRequest).toString());
try {
memcachedClient.set("order_"+orderRequest.getOrderId(),0, JSON.toJSON(orderRequest).toString());
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
} try {
String obj = memcachedClient.get("order_" + orderRequest.getOrderId());
OrderRequest orderFromJson = JSON.parseObject(obj, OrderRequest.class);
System.out.println("orderFromJson = " + orderFromJson);
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
上面代码是MemCached的基本操作，我们在工作中是要结合数据库来使用的，为此，我们在maven中配置mybatis环境，同时在数据库中建一张测试表user（int uid，varchar username，varchar userpwd）。在maven项目的pom.xml文件中的配置如下：
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.itszt.DemoMC</groupId>
<artifactId>DemoMC</artifactId>
<version>1.0</version>
<packaging>jar</packaging> <name>DemoMC</name>
<url>http://maven.apache.org</url> <properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
</properties> <dependencies>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>3.8.1</version>
<scope>test</scope>
</dependency> <dependency>
<groupId>com.googlecode.xmemcached</groupId>
<artifactId>xmemcached</artifactId>
<version>2.3.2</version>
</dependency> <dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.44</version>
</dependency> <dependency>
<groupId>org.mybatis</groupId>
<artifactId>mybatis</artifactId>
<version>3.2.8</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.39</version>
</dependency> <dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-simple</artifactId>
<version>1.7.25</version>
</dependency> <dependency>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>1.2.17</version>
</dependency> </dependencies> <build>
<finalName>DemoMC</finalName>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<source>1.7</source>
<target>1.7</target>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build> </project>
接下来，我们再看mybatis-config.xml配置文件：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--DTD约束引入-->
<!DOCTYPE configuration
PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd"> <!--全局配置开始-->
<configuration> <!-- 运行环境设置 1.连接 2.事务-->
<environments default="development">
<environment id="development">
<transactionManager type="JDBC"/>
<dataSource type="POOLED">
<property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
<property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/a0314?useUnicode=true&CharsetEncodig=UTF-8"/>
<property name="username" value="root"/>
<property name="password" value="2018"/>
</dataSource>
</environment>
</environments> <!-- 引入配置文件2-->
<mappers>
<package name="com.itszt.DemoMC.demo"></package>
</mappers>
</configuration>
在将上述配置文件完毕后，我们接下来写一个小案例，其文件体系如下图所示：
我们接下来看代码：
package com.itszt.DemoMC.util; import net.rubyeye.xmemcached.MemcachedClient;
import net.rubyeye.xmemcached.XMemcachedClientBuilder;
import net.rubyeye.xmemcached.exception.MemcachedException;
import net.rubyeye.xmemcached.utils.AddrUtil; import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException; /**
* memcached工具类
*/
public class MCUtil { private static MemcachedClient memcachedClient =null; static {
XMemcachedClientBuilder memcachedClientBuilder = new XMemcachedClientBuilder(AddrUtil.getAddresses("192.168.1.160:11211"));
try {
memcachedClient = memcachedClientBuilder.build();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} public static boolean setData(String key,int expire,Object obj){
try {
memcachedClient.set(key,expire,obj);
return true;
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
}
return false;
} public static <T> T getData(String key){
try {
return memcachedClient.get(key);
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (MemcachedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
} }
*********************************************
package com.itszt.DemoMC.demo; import java.io.Serializable; /**
* 实体类,映射数据库a0314中的user表
*/
public class User implements Serializable{
private int uid;
private String username,userpwd; public User() {
} @Override
public String toString() {
return "User{" +
"uid=" + uid +
", username='" + username + '\'' +
", userpwd='" + userpwd + '\'' +
'}';
} public int getUid() {
return uid;
} public void setUid(int uid) {
this.uid = uid;
} public String getUsername() {
return username;
} public void setUsername(String username) {
this.username = username;
} public String getUserpwd() {
return userpwd;
} public void setUserpwd(String userpwd) {
this.userpwd = userpwd;
}
}
************************************************
package com.itszt.DemoMC.demo; /**
* 接口,操作数据库
*/
public interface UserDao {
//根据用户名和密码查询用户
public User findUserByNameAndPwd(String username,String userpwd);
//根据uid修改用户名
public boolean resetUsername(int uid,String username);
}
*************************************************
package com.itszt.DemoMC.demo; import org.apache.ibatis.annotations.Param;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
import org.apache.ibatis.annotations.Update; /**
* 操作数据库用
*/
public interface UserDaoDB extends UserDao{
@Override
@Select("select * from user where username=#{username} and userpwd=#{userpwd}")
User findUserByNameAndPwd(@Param("username") String username,@Param("userpwd") String userpwd); @Override
@Update("update user set username=#{username} where uid=#{uid}")
boolean resetUsername(@Param("uid") int uid,@Param("username") String username);
}
************************************************
UserDaoDB.xml配置内容：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--引入DTD约束-->
<!DOCTYPE mapper
PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.itszt.DemoMC.demo.UserDaoDB">
</mapper>
************************************************
package com.itszt.DemoMC.demo; import com.itszt.DemoMC.util.MCUtil; /**
* 操作MemCached缓存
*/
public class UserDaoCached implements UserDao{
@Override
public User findUserByNameAndPwd(String username, String userpwd) {
return MCUtil.getData("user_"+username+"_"+userpwd);
} @Override
public boolean resetUsername(int uid, String username) {
boolean boo = MCUtil.setData("user_" + uid, 0, username);
return boo;
}
}
************************************************
package com.itszt.DemoMC.demo; import com.itszt.DemoMC.util.MCUtil;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder; import java.io.IOException;
import java.io.InputStream; /**
* UserDao的实现类
*/
public class UserDaoImpl implements UserDao{
private UserDaoCached userDaoCached;
private UserDaoDB userDaoDB;
SqlSession sqlSession; public UserDaoImpl(){
userDaoCached=new UserDaoCached();
String resource="mybatis-config.xml";
InputStream inputStream=null;
try {
inputStream=Resources.getResourceAsStream(resource);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
userDaoDB= sqlSession.getMapper(UserDaoDB.class);
} @Override
public User findUserByNameAndPwd(String username, String userpwd) {
User userByNameAndPwd=null;
//先从缓存查找,若缓存没有,则再从数据库查找
userByNameAndPwd=userDaoCached.findUserByNameAndPwd(username,userpwd);
if(userByNameAndPwd==null){
System.out.println("缓存里没有,从数据库中查找");
userByNameAndPwd=userDaoDB.findUserByNameAndPwd(username,userpwd);
if(userByNameAndPwd==null){
System.out.println("数据库无匹配项");
return null;
}
//从数据库查找到后,再添加入缓存
MCUtil.setData("user_"+username+"_"+userpwd,0,userByNameAndPwd);
System.out.println("成功保存到缓存");
}
System.out.println("从缓存获取");
return userByNameAndPwd;
} @Override
public boolean resetUsername(int uid, String username) {
//先更新数据库,再更新缓存
try {
boolean boo = userDaoDB.resetUsername(uid, username);
if(boo){
sqlSession.commit();
userDaoCached.resetUsername(uid,username);
return true;
}else{
System.out.println("数据更新失败");
} } catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return false;
}
}
***********************************************
package com.itszt.DemoMC.demo; /**
* 测试类
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//操作UserDaoImpl实现类
UserDaoImpl userDao=new UserDaoImpl();
User userByNameAndPwd = userDao.findUserByNameAndPwd("admin", "123456");
System.out.println("userByNameAndPwd = " + userByNameAndPwd); //更新数据库中的数据,并更新到缓存中
boolean boo = userDao.resetUsername(userByNameAndPwd.getUid(), "admin123");
if(boo){
System.out.println("数据更新完毕");
User user = userDao.findUserByNameAndPwd("admin123", "123456");
System.out.println("user = " + user);
}else{
System.out.println("数据更新失败");
}
}
}
运行上述代码中的测试类Test后，显示结果如下：
从缓存获取
userByNameAndPwd = User{uid=1, username='admin', userpwd='123456'}
数据更新完毕
缓存里没有,从数据库中查找
成功保存到缓存
从缓存获取
user = User{uid=1, username='admin123', userpwd='123456'}
此时已功地实现了操作MemCached缓存和数据库。
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