初窥InnoDB的Memcached插件及应用

在众多学习中，文章也许不起眼，但是重要的下面我们就来讲解一下！！

前些年，HandlerSocket的横空出世让人们眼前一亮，当时我还写了一篇文章介 绍了其用法梗概，时至今日，由于种种原因，HandlerSocket并没有真正流行起来，不过庆幸的是MySQL官方受其启发，研发了基于InnoDB 的Memcached插件，总算是在MySQL中延续了NoSQL的香火，以前单独架设Memcached服务器不仅浪费了内存，而且还必须自己维护数据 的不一致问题，有了Memcached插件，这些问题都不存在了，而且借助MySQL本身的复制功能，我们可以说是变相的实现了Memcached的复 制，这更是意外之喜。
安装
为了让文章更具完整性，我们选择从源代码安装MySQL，需要注意的是早期的版本有内存泄漏，所以推荐安装最新的稳定版，截至本文发稿时为止，最新的稳定版是5.6.13，我们就以此为例来说明，过程很简单，只要激活了WITH_INNODB_MEMCACHED即可：

1. shell> groupadd mysql 
2. shell> useradd -r -g mysql mysql 
3. shell> tar zxvf mysql-5.6.13.tar.gz 
4. shell> cd mysql-5.6.13 
5. shell> cmake . -DWITH_INNODB_MEMCACHED=ON 
6. shell> make 
7. shell> make install oracle教程
8. shell> cd /usr/local/mysql 
9. shell> chown -R mysql . 
10. shell> chgrp -R mysql . 
11. shell> scripts/mysql_install_db --user=mysql 
12. shell> chown -R root . 
13. shell> chown -R mysql data 
14. shell> bin/mysqld_safe --user=mysql & 
15. shell> cp support-files/mysql.server /etc/init.d/mysql.server 

MySQL安装完毕后，在插件目录我们能看到innodb_engine.so和libmemcached.so：

1. mysql> SELECT @@plugin_dir; 
2. +------------------------------+ 
3. | @@plugin_dir                 | 
4. +------------------------------+ 
5. | /usr/local/mysql/lib/plugin/ | 
6. +------------------------------+ 

此外还需要导入Memcached插件所需要的表结构：

1. mysql> SOURCE /usr/local/mysql/share/innodb_memcached_config.sql 

一切就绪后就可以激活Memcached插件了（当然如果需要的话也可以禁止）：

1. mysql> INSTALL PLUGIN daemon_memcached soname "libmemcached.so"; 
2. mysql> UNINSTALL PLUGIN daemon_memcached; 

说明：如果要重启插件的话，可以先uninstall，再install。
Memcached插件相关的配置信息如下，具体介绍可以参考官方文档：
oracle视频教程

1. mysql> SHOW VARIALES LIKE '%memcached%'; 
2. +----------------------------------+------------------+ 
3. | Variable_name                    | Value            | 
4. +----------------------------------+------------------+ 
5. | daemon_memcached_enable_binlog   | OFF              | 
6. | daemon_memcached_engine_lib_name | innodb_engine.so | 
7. | daemon_memcached_engine_lib_path |                  | 
8. | daemon_memcached_option          |                  | 
9. | daemon_memcached_r_batch_size    | 1                | 
10. | daemon_memcached_w_batch_size    | 1                | 
11. +----------------------------------+------------------+ 

注意：daemon_memcached_r_batch_size和daemon_memcached_w_batch_size，这两个选项对性能影响较大，简单点说就是控制事务提交的频率，MySQL的缺省值均为1，也就是说每次都提交，这主要是从安全性考虑的，大家可以依照自己的情况来调整。
差不多了，此时Memcached端口应该准备就绪了，你可以试试看：

1. shell> echo "stats" | nc localhost 11211 

换句话说，MySQL已经兼容Memcached协议，可以直接使用Memcached命令。

配置
在安装步骤里，我们导入了一个名为innodb_memcached_config.sql的脚本，它创建了一库（innodb_memcache）三表（cache_policies, config_options, containers）：

1. mysql> USE innodb_memcache 
2. mysql> SHOW TABLES; 
3. +---------------------------+ 
4. | Tables_in_innodb_memcache | 
5. +---------------------------+ 
6. | cache_policies            | 
7. | config_options            | 
8. | containers                | 
9. +---------------------------+ 

cache_policies定义了缓存策略，包含如下选择：

• innodb_only：只使用InnoDB作为数据存储。
• cache-only：只使用传统的Memcached引擎作为后端存储。
• caching：二者皆使用，如果在Memcached里找不到，就查询InnoDB。

config_options定义了分隔符号：

• separator：Memcached只识别单值，使用此分隔符（|）来连接多个字段的值。
• table_map_delimiter：通过此分隔符（.）来确认表和键，如：@@table.key。

如果我们想通过Memcached协议来访问一个表，需要先在containers中配置它：

1. mysql> SELECT * FROM containers\\\\G 
2. *************************** 1. row *************************** 
3.                   name: aaa 
4.              db_schema: test 
5.               db_table: demo_test 
6.            key_columns: c1 
7.          value_columns: c2 
8.                  flags: c3 
9.             cas_column: c4 
10.     expire_time_column: c5 
11. unique_idx_name_on_key: PRIMARY 

如上已经有了test数据库的demo_test表，通过c1查询c2的值，表结构如下所示：
oracle数据库教程

1. mysql> DESC test.demo_test; 
2. +-------+---------------------+------+-----+---------+-------+ 
3. | Field | Type                | Null | Key | Default | Extra | 
4. +-------+---------------------+------+-----+---------+-------+ 
5. | c1    | varchar(32)         | NO   | PRI |         |       | 
6. | c2    | varchar(1024)       | YES  |     | NULL    |       | 
7. | c3    | int(11)             | YES  |     | NULL    |       | 
8. | c4    | bigint(20) unsigned | YES  |     | NULL    |       | 
9. | c5    | int(11)             | YES  |     | NULL    |       | 
10. +-------+---------------------+------+-----+---------+-------+ 

缺省情况下有一行数据：

1. mysql> SELECT * FROM test.demo_test; 
2. +----+--------------+------+------+------+ 
3. | c1 | c2           | c3   | c4   | c5   | 
4. +----+--------------+------+------+------+ 
5. | AA | HELLO, HELLO |    8 |    0 |    0 | 
6. +----+--------------+------+------+------+ 

让我们用Memcached协议来访问看看：

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

我们还可以先设定缺省访问的表，然后后续的查询就只写键名就可以了：

1. shell> (echo "get @@aaa"; echo "get AA") | nc localhost 11211 
2. VALUE @@aaa 0 14 
3. test/demo_test 
4. END 
5. VALUE AA 8 12 
6. HELLO, HELLO 
7. END 

虽然我的例子都是通过命令行执行的，但是大家很容易就更改写成PHP之类的方法。
限制
Memcached插件用起来非常简单，不过并不是一切都很完美，比如说：当我们配置表的时候，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 也必须设定，可是很多时候，我们在原表中找不到贴切的字段，此时就只能对应新建三个字段，味道很恶心。
此外，containers表还有如下限制：

• key_columns字段的类型必须是CHAR或VARCHAR，且最大长度是250个字符。
• value_columns字段的类型必须是CHAR或VARCHAR或BLOB，长度不限。
• cas_column字段的类型必须是BIGINT。
• expiration_time_column字段的类型必须是INT。
• flags字段的类型必须是INT。

说明：随着MySQL版本的更新，这些限制可能会发生变化，请大家以实际情况为准。

实战
让我们以一个用户登录的例子来检验一下学习成果：
首先在测试数据库创建一个用户表：

1. USE `test` 
2.  
3. CREATE TABLE `users` ( 
4.     `id` INT(10) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
5.     `username` VARCHAR(15) NOT NULL, 
6.     `passWord` VARCHAR(32) NOT NULL, 
7.     `email` VARCHAR(50) NOT NULL, 
8.     `flags` INT(10) UNSIGNED DEFAULT '0', 
9.     `cas_column` BIGINT(20) UNSIGNED DEFAULT '0', 
10.     `expire_time_column` INT(10) UNSIGNED DEFAULT '0', 
11.     PRIMARY KEY (`id`), 
12.     UNIQUE KEY `username` (`username`) 
13. ) ENGINE=InnoDB; 

然后添加几行测试数据：

1. INSERT INTO `users` (`username`, `password`, `email`) 
2. VALUES 
3. ('foo', 'ffffffffffffffffffffffffffffffff', 'foo@domain.com'), 
4. ('bar', 'bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb', 'bar@domain.com'); 

接着在containers里配置这个表：

1. INSERT INTO innodb_memcache.containers ( 
2.     name, db_schema, db_table, key_columns, value_columns, 
3.     flags, cas_column, expire_time_column, unique_idx_name_on_key 
4. ) VALUES ( 
5.     'default', 'test', 'users', 'username', 'password|email', 
6.     'flags', 'cas_column', 'expire_time_column', 'username' oracle视频
7. ); 

这里我们定义了多个字段（password和email）作为value_columns，并且使用竖线作为分隔符，实际上使用空格，逗号之类分隔符也可以，在innodb_config.c文件的源代码中能查到如下关于分隔符的定义，文档里并没有涵盖这些信息：

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

最后使用Memcached协议来访问一下，这里我们换个花样，执行一个MGET操作：

1. shell> echo "get foo bar" | nc localhost 11211 
2. VALUE foo 0 47 
3. ffffffffffffffffffffffffffffffff|foo@domain.com 
4. VALUE bar 0 47 
5. bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb|bar@domain.com 
6. END 

既然我定义value_columns的时候设置了多个字段，那么返回数据的时候自然也返回多个字段的数据，并且它们依照 innodb_memcache.config_options表中的separator字段来分隔，缺省情况下是一个竖线，如果你的字段内容里包含了竖 线，那么就会和缺省值发生冲突，此时你可以更新separator的定义，比如改成三个竖线等等，需要提醒的是，修改后别忘了重启Memcached插 件。
说明：因为们在配置的时候把表命名为default，所以在请求的时候不用传递表名。如果不存在default，那么会把名字按照字母顺序正序排列，排在第一位的就是缺省。
…
本文在使用Memcached插件的时候，所有例子均使用的是读操作，实际上写操作也是支持的，不过在实际使用时，我更倾向于写操作都通过SQL来 执行，而Memcached插件仅处理KV形式的读操作，实际压力测试的结果显示，Memcached插件比SQL的方式，性能提升了百分之一百左右，虽 然仍不及独立的Memcached，但考虑到其它的优势，这个结果已经很让人欣喜了，下一站，InnoDB的Memcached插件！大家做好准备吧。
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