[试读]分布式缓存+-+节选

直接更新

下面我们来看一个有趣的例子，就拿站点访问量统计功能来说，我们需要记录每个URL的累计访问量，所以每次页面刷新都会伴随着一次访问量的增加，我们将访问量数据保存在数据库中，这毫无疑问，因为我们要长久的保存它。

为此，我们编写了一段有代表性的代码，它可以让某个页面的访问量加1，代码如下：

$page = 'article_090222.htm';

$sql = "update page_view set view_count=view_count+1 where page='"

. $page . "'";

$conn = mysql_connect('localhost', 'root', '', db_page);

mysql_select_db('db_map_main', $conn);

mysql_query($sql, $conn);

?>

这段代码很简单，虽然我不知道article_090222.htm这个页面目前的访问量是多少，但是我知道

它的访问量增加了1，而且结果将保存在数据库中。我们可以称它为“直接更新”，这来源于之前介绍的文件访问中的直接I/O标记（O_Direct），它可以跳过内核写缓存，将数据毫无延迟的直接写入磁盘。

我们对上边的动态程序进行压力测试，结果如下：

Server Software:lighttpd/1.4.20

Server Hostname:

Server Port:8001

Document Path:/book_writecache_mysql.php

Document Length:0 bytes

Concurrency Level:500

Time taken for tests: 5.239 seconds

Complete requests:10000

Failed requests:0

Write errors:0

Total transferred:1690000 bytes

HTML transferred:0 bytes

Requests per second:1908.89 [#/sec] (mean)

Time per request:261.933 [ms] (mean)

Time per request:0.524 [ms] (mean, across all concurrent

requests)

Transfer rate:315.04 [Kbytes/sec] received

从测试结果可以看出，我们对这个动态程序一共请求了10000次，这也意味着article_090222.htm 这个页面的访问量被增加了10000。下面我们引入memcache作为写缓存，它也许会使得数据更新出现延迟，但是我们可以接受，因为我们并不需要访问量数据实时更新。

线程安全和锁竞争？

在此之前，我们先来看一种传统的分布式加运算，以下的代码只是例子中的一个片段，它先从缓存服务器上取回一个数值，然后在本地加1，接下来写回缓存服务器。

$count = $memcache->get($key);

$count++;

$memcache->set($key, $count, false, 0);

?>

看起来没有任何问题，但是，别忘了可能会有多个用户同时触发这样的计算，你一定能想象的到会有什么糟糕的后果，最后的累计访问量总是小于实际访问量。

事实上，这并不涉及memcache本身线程安全的问题，而是我们可以说，以上这种加运算的方式，不是线程安全的。如果要保证这种加运算可以正常无误的同时进行，那就要考虑一定的事务隔离机制，简单的办法是使用锁竞争，并且将锁保存在memcache上，存在竞争关系的动态内容可以争夺这个锁，一旦某个会话抢到锁，那么其它的会话必须等待。

这里要说的不是如何实现这种分布式锁机制，而是并不鼓励这样做，因为锁竞争带来的等待时间是无法容忍的，这将使得引入memcache作为写缓存的唯一优势立刻烟消云散。

原子加法

幸运的是，memcache提供了原子递增操作，事实上，也正是因为它，我们才考虑在访问量递增更新的应用中引入写缓存。

我们再来修改代码，加入memcache的支持，如下：

$page = 'article_090222.htm';

$memcache = memcache_connect('10.0.1.12', 11711);

$count = $memcache->increment($page, 1);

if ($count === false)

{

$memcache->add($page, 1, false, 0);

exit(1);

}

if ($count ==1000)

{

$memcache->set($page, 0, false, 0);

$sql = "update page_view set view_count=view_count+" .

$count . " where page='" . $page . "'";

$conn = mysql_connect('localhost', 'root', '', 'db_page');

mysql_query($sql, $conn);

}

?>

新的代码中，完全改变了之前的“直接更新”方式，当需要增加一次访问量的时候，它做了以下工作：

1.为memcache缓存中的对应数据项加1，如果该数据项不存在，则创建该数据项，并且赋值为

1，代表这个页面是第一次访问；

2.如果memcache缓存中存在对应数据项，并且累加后的数值为1000，则将这个数据项置0，

同时更新数据库，将数据库中的对应数值加1000。

也就是说，改造后的程序每经历1000次递增后才写一次数据库，究竟效果如何呢？我们再来进行压力测试，结果如下：

Server Software:lighttpd/1.4.20

Server Hostname:

Server Port:8001

Document Path:/writecache_memcache.php

Document Length:0 bytes

Concurrency Level:500

Time taken for tests: 3.599 seconds

Complete requests:10000

Failed requests:0

Write errors:0

Total transferred:1690000 bytes

HTML transferred:0 bytes

Requests per second:2778.24 [#/sec] (mean)

Time per request:179.970 [ms] (mean)

Time per request:0.360 [ms] (mean, across all concurrent

requests)

Transfer rate:458.52 [Kbytes/sec] received

吞吐率提高了大约46%，这同样是一个不小的飞跃。所以，如果你的数据库因为大量的写操作而繁忙不堪，那么仔细考虑一下，哪些写操作可以缓存在memcache中呢？

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