Memcache初学之二 服务器端操作memcache

 Memcached 支持两种主要的协议，经典的 ASCII 文本协议和新的二进制协议。文本协议非常简单，能很方便的编写客户端和调试问题，但是二进制协议提供更强大的功能。

 

文本协议的 TCP 协议应用比较广泛，本文主要详细介绍 TCP 文本协议。如果想了解 UDP 协议和二进制协议，请参考官方文档。

官方文本协议： http://github.com/memcached/memcached/blob/master/doc/protocol.txt

官方二进制协议： http://code.google.com/p/memcached/wiki/BinaryProtocolRevamped

 

协议命令格式

Java代码   

1. <command name> <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n  
2.   
3. cas <key> <flags> <exptime> <bytes> <cas unique> [noreply]\r\n  

1.  <command name> ： "set", "add", "replace", "append" or "prepend"
2. "set" ：“存储这个数据”，一般是更新已有的缓存，也可以用于新增。
3. "add" ：新增缓存，缓存中不存在新增的KEY。
4. Replace：替换现有的缓存，缓存中一定已经存储KEY
5. Append：在现有的缓存数据后添加缓存数据。
6. Prepend：在现有的缓存数据前添加缓存数据
7. Cas：check and set操作，存储缓存，前提是在check后没有其它人修改过数据，用于多客户端同时设置相同的KEY时的原子操作。
8. <key>：缓存的KEY
9. <flags>：最开始是16位的无符号整数，现在的版本一般是32位。用户客户端存储自定义标记数据。
10. <exptime>：缓存过期时间。0表示永不过期，可以是Unix time或当前服务器时间的偏移量（秒为单位），如果你想设置当前时间后1分钟过期，则此参数为60。
11. <bytes>：缓存数据的长度
12. <cas unique>：unique 64-bit value of an existing entry，cas操作的时候回传的值，用于服务器端判断缓存是否改变。
13. "noreply"：服务器不响应处理结果。
14. <data block>\r\n： 缓存数据块，\r\n结束
15. "STORED\r\n"：表示存储成功
16. "NOT_STORED\r\n"：表示未存储，但并不是错误。如：对已经有的KEY使用add
17. "EXISTS\r\n":表示使用cas命令设置数据未成功，在你最后一次获取数据后，数据已经被其它人修改。
18. "NOT_FOUND\r\n"：表示使用cas存储数据时候，key不存储

错误指令

每一个由客户端发送的命令，都可能收到来自服务器的错误字串回复。这些错误字串会以三种形式出现：

ERROR\r\n

意味着客户端发送了不存在的命令名称。

"CLIENT_ERROR <error>\r\n

意味着输入的命令行里存在一些客户端错误，例如输入未遵循协议。 <error> 部分是人类易于理解的错误解说

SERVER_ERROR <error>\r\n

意味着一些服务器错误，导致命令无法执行。 <error> 部分是人类易于理解的错误解说。在一些严重的情形下（通常应该不会遇到），服务器将在发送这行错误后关闭连接。这是服务器主动关闭连接的唯一情况

 

add/set/replace/append/prepend

保持指令包括： add,set ， Replace ,append, Prepend 。在分布式环境中，这些命令都不能保证原则性操作，需要使用 cas 对缓存进行存储操作。

 

Java代码   

1. Add/set/Replace/append/Prepend <key> flags <exptime> <bytes>\r\n  
2. data\r\n  

 

 

    add : 添加新的缓存，不能覆盖。如果添加一个存在的缓存，服务器不会执行和报错，只会返回 NOT_STORED。

Java代码   

1. telnet localhost 11211  
2. add key 0 0 5  
3. 12345  
4. STORED  
5. add key 0 0 1  
6. 1  
7. NOT_STORED  

 

   set ：设置缓存，功能和 add 基本相同，可能 覆盖 。

Java代码   

1. set key 0 0 2  
2. 12  
3. STORED  

 

  replace ： 仅当键已经存在时， replace 命令才会替换缓存中的键。如果缓存中不存在键，那么您将从 memcached 服务器接受到一条 NOT_STORED 响应

 

 

Java代码   

1. replace key 0 0 3  
2. 123  
3. STORED  
4. replace key1 0 0 3  
5. 123  
6. NOT_STORED    //key1 不存在  

 

  append ：是在现有缓存数据后面新增数据。如果 key 不存在，服务器响应 NOT_STORED

 

Java代码   

1. get key  
2. VALUE key 0 3  
3. 123  
4. END  
5. append key 0 0 2  
6. 45  
7. STORED  
8. get key  
9. VALUE key 0 5  
10. 12345  
11. END  

 

  prepend 是在现有缓存数据前面新增数据。如果 key 不存在，服务器响应 NOT_STORED

Java代码   

1. get key  
2. VALUE key 0 5  
3. 12345  
4. prepend key 0 0 7  
5. prepend  
6. STORED  
7. get key  
8. VALUE key 0 12  
9. prepend12345  
10. END  
11. prepend key1 0 0 1  
12. 1  
13. NOT_STORED  

 

get/gets

Java代码   

1. get <key>*\r\n      // 获取缓存的值  
2. gets <key>*\r\n      // 获取缓存的值和版本号 <cas unique>  

 

key是缓存的key,命令以\r\n结束。
返回

Java代码   

1. VALUE <key> <flags> <bytes> [<cas unique>]\r\n  
2. <data block>\r\n  

 

 

<flags>是你添加和设置缓存的时候设置的值。一般用于自定义标记缓存数据的特殊意义，对memcached服务无意义，客户端自定义其含义。例如：设置缓存的时候，设置1表示该数据是对象json序列化，2表示二进制序列化。
<cas unique>：是一个64位的整数，在服务器端唯一，每次针对缓存的操作就会加一，类似于svn的版本号的东东。

 

例：

Java代码   

1. [root@hadoop00 bin]# telnet 192.168.221.10 11211  
2. Trying 192.168.221.10...  
3. Connected to hadoop00 (192.168.221.10).  
4. Escape character is '^]'.  
5. add key1 0 0 12  
6. hello first!  
7. STORED  
8.   
9. get key1  
10. VALUE key1 0 12  
11. hello first!  
12. END  
13.   
14. gets key1  
15. VALUE key1 0 12 2  
16. hello first!  
17. END  
18.   
19. set key1 1 0 13  
20. hello second!  
21. STORED  
22.    
23. gets key1  
24. VALUE key1 1 13 3  
25. hello second!  
26. END   

 

 

第 1 段：添加缓存 key1=hello first!,flags=0

第 2 段： get 获取缓存 key1 的值， flags=0

第 3 段： gets 获取缓存  key1 的值， flags=0 ； cas unique=2

第 4 段： set 缓存 key1 的值为 hello second! ，设置 flags=1

第 5 段： gets 获取 key1 的值， flags=1; cas unique=3

 

delete

delete：删除一个存在的缓存

Java代码   

1. get key  
2. VALUE key 0 12  
3. prepend12345  
4. END  
5. delete key  
6. DELETED  
7. get key  
8. END  

 

 

incr/decr 

如果缓存数据中存储的是数字形式的字符串，则可以使用 incr/decr 对数据进行递增和递减操作，服务器响应操作过的结果。操作后的值不会为负数。

格式： incr/decr key number\r\n

Java代码   

1. add key 0 0 2  
2. 10  
3. STORED  
4. incr key 1    // 递增 1  
5. 11  
6. decr key 2    // 递减 2  
7. 9  
8. add key1 0 0 2  
9. aa  
10. STORED  
11. incr key1 1   // 对非数字的缓存操作会返回错误  
12. CLIENT_ERROR cannot increment or decrement non-numeric value  

 

stats

命令 "stats" 被用于查询服务器的运行状态和其他内部数据。有两种格式。不带参数的：

stats\r\n

stats <args>\r\n    // 具体参数据说在变动，不过也意义不打，直接用无参数就可以了。

 

 

Key	数据类型	说明
pid	32u	服务器进程 ID
uptime	32u	服务器运行时间，单位秒
time	32u	服务器当前的 UNIX 时间
version	string	服务器的版本号
pointer_size	32u	服务器操作系统位数
curr_connections	32u	当前连接数
total_connections	32u	服务器启动后总连接数
connection_structures	32u	服务器分配的连接结构的数量
cmd_get	64u	获取请求总数
cmd_set	64u	存储请求总数
cmd_flush	64u
get_hits	64u	获取成功的总次数，命中次数
get_misses	64u	获取失败的总次数
delete_misses	64u	删除失败次数
delete_hits	64u	删除命中
incr_misses	64u	递增失败次数
incr_hits	64u	递增命中
decr_misses	64u	递减命中
decr_hits	64u	递减失败次数
cas_misses	64u	Cas 原子设置操作失败次数
cas_hits	64u	Cas 命中
cas_badval	64u	Cas 操作找到 key, 但是版本过期，没有设置成功
auth_cmds	64u	认证次数（包括成功和失败）
auth_errors	64u	认证失败次数
bytes_read	64u	总共获取的数据量
bytes_written	64u	总写入数量数
limit_maxbytes	32u	总允许写入的数据量，和分配的内存有关
accepting_conns		未找到文档，官方协议为说明
listen_disabled_num		未找到文档，官方协议为说明
threads		未找到文档，官方协议为说明
conn_yields		未找到文档，官方协议为说明
bytes	64u	已用缓存空间
curr_items	32u	当前缓存 item 数量
total_items	32u	从服务启动后，总的存储缓存 item 数量
evictions	64u	通过删除 item 释放内存的次数

 

 

 

 

flush_all

 

“ flush_all ” 命令有一个可选的数字参数。它总是执行成功，服务器会发送 “OK\r\n” 回应。它的效果是使已经存在的项目立即失效（缺 省），或在指定的时间后。此后执行取回命令，将不会有任何内容返回（除非重新存储同样的键名）。 flush_all 实际上没有立即释放项目所占用的内存，而是在随后陆续有新的项目被储存时执行。flush_all 效果具体如下：它导致所有更新时间早于 flush_all 所设定时间的项目，在被执行取回命令时命令被忽略。

 

Java代码   

1. flush_all  
2. OK  
3. flush_all 10  
4. OK  

version

 

版本查询： version \r\n

 

Java代码   

1. version  
2. VERSION 1.4.4-14-g9c660c0  

quit

 

CAS 协议解决这种并发修改问题。有线程试图修改当前 key-value 对的 value 时，先由 gets 方法得到 item 的版本号，操作完成提交 数据时，使用 cas 方法谨慎变更，如果在本地对 item 操作过程中这个 key-value 对在Memcached server 端被其它线程更改过，就放弃此次修改 （乐观锁）

cas 命令只能用于修改已经有的参数，对应新增操作会返回： NOT_FOUND

 

Java代码   

1. add caskey 0 0 1        //添加一个缓存key=caskey  
2. 1  
3. STORED  
4. gets caskey         //获取caskey的数据和版本号  
5. VALUE caskey 0 1 15     //15是当前版本号  
6. 1  
7. END  
8. set caskey 0 0 26       //模拟其它线程修改了caskey的值  
9. anther thread modify value  
10. STORED  
11. cas caskey 0 0 1 15     //当前线程通过版本号15设置数据失败  
12. 2  
13. EXISTS  

 参考 http://acooly.iteye.com/blog/1120346