詳解MySQL下InnoDB引擎中的Memcached外掛程式_Mysql

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，由於種種原因，HandlerSocket並沒有真正流行起來，不過慶幸的是MySQL官方受其啟發，研發了基於InnoDB的Memcached外掛程式，總算是在MySQL中延續了NoSQL的香火，以前單獨架設Memcached伺服器不僅浪費了記憶體，而且還必須自己維護資料的不一致問題，有了Memcached外掛程式，這些問題都不存在了，而且藉助MySQL本身的複製功能，我們可以說是變相的實現了Memcached的複製，這更是意外之喜。

 
安裝

為了讓文章更具完整性，我們選擇從原始碼安裝MySQL，需要注意的是早期的版本有記憶體流失，所以推薦安裝最新的穩定版，截至本文發稿時為止，最新的穩定版是5.6.13，我們就以此為例來說明，過程很簡單，只要啟用了WITH_INNODB_MEMCACHED即可：
 

shell> groupadd mysqlshell> useradd -r -g mysql mysqlshell> tar zxvf mysql-5.6.13.tar.gzshell> cd mysql-5.6.13shell> cmake . -DWITH_INNODB_MEMCACHED=ONshell> makeshell> make installshell> cd /usr/local/mysqlshell> chown -R mysql .shell> chgrp -R mysql .shell> scripts/mysql_install_db --user=mysqlshell> chown -R root .shell> chown -R mysql datashell> bin/mysqld_safe --user=mysql &shell> cp support-files/mysql.server /etc/init.d/mysql.server

MySQL安裝完畢後，在外掛程式目錄我們能看到innodb_engine.so和libmemcached.so：
 

mysql> SELECT @@plugin_dir;+------------------------------+| @@plugin_dir         |+------------------------------+| /usr/local/mysql/lib/plugin/ |+------------------------------+

此外還需要匯入Memcached外掛程式所需要的表結構：
 

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

一切就緒後就可以啟用Memcached外掛程式了（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：如果要重啟外掛程式的話，可以先uninstall，再install。

Memcached外掛程式相關的配置資訊如下，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，這兩個選項對效能影響較大，簡單點說就是控制事務提交的頻率，MySQL的預設值均為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整。

差不多了，此時Memcached連接埠應該準備就緒了，你可以試試看：
 

shell> echo "stats" | nc localhost 11211

換句話說，MySQL已經相容Memcached協議，可以直接使用Memcached命令。
配置

在安裝步驟裡，我們匯入了一個名為innodb_memcached_config.sql的指令碼，它建立了一庫（innodb_memcache）三表（cache_policies, config_options, containers）：
 

mysql> USE innodb_memcachemysql> SHOW TABLES;+---------------------------+| Tables_in_innodb_memcache |+---------------------------+| cache_policies      || config_options      || containers        |+---------------------------+

cache_policies定義了緩衝策略，包含如下選擇：

    innodb_only：只使用InnoDB作為資料存放區。
    cache-only：只使用傳統的Memcached引擎作為後端儲存。
    caching：二者皆使用，如果在Memcached裡找不到，就查詢InnoDB。

config_options定義了分隔字元號：

    separator：Memcached只識別單值，使用此分隔字元（|）來串連多個欄位的值。
    table_map_delimiter：通過此分隔字元（.）來確認表和鍵，如：@@table.key。

如果我們想通過Memcached協議來訪問一個表，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: c5unique_idx_name_on_key: PRIMARY

如上已經有了test資料庫的demo_test表，通過c1查詢c2的值，表結構如下所示：
 

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  |    |+-------+---------------------+------+-----+---------+-------+

預設情況下有一行資料：
 

mysql> SELECT * FROM test.demo_test;+----+--------------+------+------+------+| c1 | c2      | c3  | c4  | c5  |+----+--------------+------+------+------+| AA | HELLO, HELLO |  8 |  0 |  0 |+----+--------------+------+------+------+

讓我們用Memcached協議來訪問看看：

 

shell> echo "get @@aaa.AA" | nc localhost 11211VALUE @@aaa.AA 8 12HELLO, HELLOEND

我們還可以先設定預設訪問的表，然後後續的查詢就唯寫鍵名就可以了：
 

shell> (echo "get @@aaa"; echo "get AA") | nc localhost 11211VALUE @@aaa 0 14test/demo_testENDVALUE AA 8 12HELLO, HELLOEND

雖然我的例子都是通過命令列執行的，但是大家很容易就更改寫成PHP之類的方法。
限制

Memcached外掛程式用起來非常簡單，不過並不是一切都很完美，比如說：當我們配置表的時候，containers表的欄位，除了key_columns和value_columns以外，其它的欄位，如：flags，cas_column，expire_time_column等也必須設定，可是很多時候，我們在原表中找不到貼切的欄位，此時就只能對應建立三個欄位，味道很噁心。

此外，containers表還有如下限制：

•     key_columns欄位的類型必須是CHAR或VARCHAR，且最大長度是250個字元。
•     value_columns欄位的類型必須是CHAR或VARCHAR或BLOB，長度不限。
•     cas_column欄位的類型必須是BIGINT。
•     expiration_time_column欄位的類型必須是INT。
•     flags欄位的類型必須是INT。

說明：隨著MySQL版本的更新，這些限制可能會發生變化，請大家以實際情況為準。
實戰

讓我們以一個使用者登入的例子來檢驗一下學習成果：

首先在測試資料庫建立一個使用者表：
 

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;

然後添加幾行測試資料：
 

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

接著在containers裡配置這個表：
 

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');

這裡我們定義了多個欄位（password和email）作為value_columns，並且使用豎線作為分隔字元，實際上使用空格，逗號之類分隔字元也可以，在innodb_config.c檔案的原始碼中能查到如下關於分隔字元的定義，文檔裡並沒有涵蓋這些資訊：
 

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

最後使用Memcached協議來訪問一下，這裡我們換個花樣，執行一個MGET操作：
 

shell> echo "get foo bar" | nc localhost 11211VALUE foo 0 47ffffffffffffffffffffffffffffffff|foo@domain.comVALUE bar 0 47bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb|bar@domain.comEND

既然我定義value_columns的時候設定了多個欄位，那麼返回資料的時候自然也返回多個欄位的資料，並且它們依照innodb_memcache.config_options表中的separator欄位來分隔，預設情況下是一個豎線，如果你的欄位內容裡包含了豎線，那麼就會和預設值發生衝突，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，修改後別忘了重啟Memcached外掛程式。

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，那麼會把名字按照字母順序正序排列，排在第一位的就是預設。

…

本文在使用Memcached外掛程式的時候，所有例子均使用的是讀操作，實際上寫操作也是支援的，不過在實際使用時，我更傾向於寫操作都通過SQL來執行，而Memcached外掛程式僅處理KV形式的讀操作，實際壓力測試的結果顯示，Memcached外掛程式比SQL的方式，效能提升了百分之一百左右，雖然仍不及獨立的Memcached，但考慮到其它的優勢，這個結果已經很讓人欣喜了，下一站，InnoDB的Memcached外掛程式！大家做好準備吧。