初窺InnoDB的Memcached插件
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，由于種種原因，HandlerSocket并沒有真正流行起來，不過慶幸的是MySQL官方受其啟發(fā)，研發(fā)了基于InnoDB 的Memcached插件，總算是在MySQL中延續(xù)了NoSQL的香火，以前單獨架設(shè)Memcached服務(wù)器不僅浪費了內(nèi)存，而且還必須自己維護數(shù)據(jù) 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(fù)制功能，我們可以說是變相的實現(xiàn)了Memcached的復(fù) 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(nèi)存泄漏，所以推薦安裝最新的穩(wěn)定版，截至本文發(fā)稿時為止，最新的穩(wěn)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安裝完畢后，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(jié)構(gòu)：
- mysql> SOURCE /usr/local/mysql/share/innodb_memcached_config.sql
一切就緒后就可以激活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(guān)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(wù)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(diào)整。
差不多了，此時Memcached端口應(yīng)該準備就緒了，你可以試試看：
- shell> echo "stats" | nc localhost 11211
換句話說，MySQL已經(jīng)兼容Memcached協(xié)議，可以直接使用Memcached命令。
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配置
在安裝步驟里，我們導入了一個名為innodb_memcached_config.sql的腳本，它創(chuàng)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(shù)據(jù)存儲。
- cache-only：只使用傳統(tǒng)的Memcached引擎作為后端存儲。
- caching：二者皆使用，如果在Memcached里找不到，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(xié)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(jīng)有了test數(shù)據(jù)庫的demo_test表，通過c1查詢c2的值，表結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)：
- mysql> SELECT * FROM test.demo_test;
- +----+--------------+------+------+------+
- | c1 | c2 | c3 | c4 | c5 |
- +----+--------------+------+------+------+
- | AA | HELLO, HELLO | 8 | 0 | 0 |
- +----+--------------+------+------+------+
讓我們用Memcached協(xié)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(shè)定缺省訪問的表，然后后續(xù)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(zhí)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，不過并不是一切都很完美，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(shè)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(yīng)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(fā)生變化，請大家以實際情況為準。
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實戰(zhàn)
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(shù)據(jù)庫創(chuàng)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;
然后添加幾行測試數(shù)據(jù)：
- INSERT INTO `users` (`username`, `password`, `email`)
- VALUES
- ('foo', 'ffffffffffffffffffffffffffffffff', 'foo@domain.com'),
- ('bar', 'bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb', 'bar@domain.com');
接著在containers里配置這個表：
- 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'
- );
這里我們定義了多個字段（password和email）作為value_columns，并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(guān)于分隔符的定義，文檔里并沒有涵蓋這些信息：
- static const char* sep = " ;,|\n";
最后使用Memcached協(xié)議來訪問一下，這里我們換個花樣，執(zhí)行一個MGET操作：
- shell> echo "get foo bar" | nc localhost 11211
- VALUE foo 0 47
- ffffffffffffffffffffffffffffffff|foo@domain.com
- VALUE bar 0 47
- bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb|bar@domain.com
- END
既然我定義value_columns的時候設(shè)置了多個字段，那么返回數(shù)據(jù)的時候自然也返回多個字段的數(shù)據(jù)，并且它們依照 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(nèi)容里包含了豎 線，那么就會和缺省值發(fā)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，修改后別忘了重啟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，那么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，我更傾向于寫操作都通過SQL來 執(zhí)行，而Memcached插件僅處理KV形式的讀操作，實際壓力測試的結(jié)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(yōu)勢，這個結(jié)果已經(jīng)很讓人欣喜了，下一站，InnoDB的Memcached插件！大家做好準備吧。
