LNMP 增加memcached緩存系統 構建LNMMP

heilinux ? ? Linux干貨

摘抄百度百科 memcache 的解讀

memcache是一套分布式的高速緩存系統，由LiveJournal的Brad Fitzpatrick開發，但目前被許多網站使用以提升網站的訪問速度，尤其對于一些大型的、需要頻繁訪問數據庫的網站訪問速度提升效果十分顯著[1]  。這是一套開放源代碼軟件，以BSD license授權發布。

MemCache的工作流程如下：先檢查客戶端的請求數據是否在memcached中，如有，直接把請求數據返回，不再對數據庫進行任何操作；如果請求的數據不在memcached中，就去查數據庫，把從數據庫中獲取的數據返回給客戶端，同時把數據緩存一份到memcached中（memcached客戶端不負責，需要程序明確實現）；每次更新數據庫的同時更新memcached中的數據，保證一致性；當分配給memcached內存空間用完之后，會使用LRU（Least Recently Used，最近最少使用）策略加上到期失效策略，失效數據首先被替換，然后再替換掉最近未使用的數據。[2] 

Memcache是一個高性能的分布式的內存對象緩存系統，通過在內存里維護一個統一的巨大的hash表，它能夠用來存儲各種格式的數據，包括圖像、視頻、文件以及數據庫檢索的結果等。簡單的說就是將數據調用到內存中，然后從內存中讀取，從而大大提高讀取速度。

Memcache是danga的一個項目，最早是LiveJournal 服務的，最初為了加速 LiveJournal 訪問速度而開發的，后來被很多大型的網站采用。

Memcached是以守護程序(監聽)方式運行于一個或多個服務器中，隨時會接收客戶端的連接和操作。

二、安裝memcached

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[root@php-server ~]# yum install -y memcached.x86_64     #yum安裝memcached
[root@php-server ~]# yum info memcached                  #列出memcached的rpm包信息 
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * atomic: mirrors.neusoft.edu.cn
 * base: centos.ustc.edu.cn
 * epel: mirror01.idc.hinet.net
 * extras: centos.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.sina.cn
 * webtatic: us-east.repo.webtatic.com
Installed Packages
Name        : memcached
Arch        : x86_64
Version     : 1.4.24
Release     : 5.el6.art
Size        : 200 k
Repo        : installed
From repo   : atomic
Summary     : High Performance, Distributed Memory Object Cache
URL         : http://www.memcached.org/
License     : BSD
Description : memcached is a high-performance, distributed memory object caching
            : system, generic in nature, but intended for use in speeding up dynamic
            : web applications by alleviating database load.  #這就是為什么memcached可以減輕databases的原因  [root@php-server ~]# rpm -ql memcached                   #安裝完memcached后，我們看下文件
/etc/rc.d/init.d/memcached                               #啟動腳步
/etc/sysconfig/memcached                                 #配置文件
/usr/bin/memcached                                       #主程序文件目錄位置
/usr/bin/memcached-tool                                  #工具程序文件目錄位置
/usr/share/doc/memcached-1.4.24                          #后面的就不介紹了
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/AUTHORS
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/CONTRIBUTORS
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/COPYING
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/ChangeLog
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/NEWS
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/new_lru.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/protocol.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/readme.txt
/usr/share/doc/memcached-1.4.24/threads.txt
/usr/share/man/man1/memcached.1.gz
/var/run/memcached
[root@php-server ~]# cat /etc/sysconfig/memcached 
PORT="11211"                                            #memcached監聽在哪個端口上
USER="memcached"                                        #運行memcached進程的用戶
MAXCONN="1024"                                          #最大連接數
CACHESIZE="64"                                          #緩存大小(實際生產不會只有64M)
OPTIONS=""                                              #其他選項
[root@php-server ~]# systemctl start memcached.service            #啟動memcached服務
Starting memcached:                                        [  OK  ]
[root@php-server ~]# netstat -tunlp |grep memcached     
tcp        0      0 0.0.0.0:11211               0.0.0.0:*                   LISTEN      1672/memcached      
tcp        0      0 :::11211                    :::*                        LISTEN      1672/memcached      
udp        0      0 0.0.0.0:11211               0.0.0.0:*                               1672/memcached      
udp        0      0 :::11211                    :::*                                    1672/memcache

三、memcached命令介紹

常用命令含義說明，如下表所示：

選項

含義說明
-d 指定memcached進程作為一個守護進程啟動
-m <num> 指定分配給memcached使用的內存，單位是MB，默認為64；
-u <username> 運行memcached的用戶
-l <ip_addr> 監聽的服務器IP地址，如果有多個地址的話，使用逗號分隔，格式可以為“IP地址:端口號”，例如：-l 指定192.168.0.184:19830,192.168.0.195:13542；端口號也可以通過-p選項指定
-p <num> Listen on TCP port <num>, the default is port 11211.
-c <num> 設置最大運行的并發連接數，默認是1024
-R <num> 為避免客戶端餓死（starvation），對連續達到的客戶端請求數設置一個限額，如果超過該設置，會選擇另一個連接來處理請求，默認為20
-k 設置鎖定所有分頁的內存，對于大緩存應用場景，謹慎使用該選項
-P 保存memcached進程的pid文件
-s <file> 指定Memcached用于監聽的UNIX socket文件
-a <perms> 設置-s選項指定的UNIX socket文件的權限
-U <num> Listen on UDP port <num>, the default is port 11211, 0 is off.
-M 當內存使用超出配置值時，禁止自動清除緩存中的數據項，此時Memcached不可以，直到內存被釋放
-r 設置產生core文件大小
-f <factor> 用于計算緩存數據項的內存塊大小的乘數因子，The default is 1.25.
-n 為緩存數據項的key、value、flag設置最小分配字節數，默認是48
-C Disable the use of CAS (and reduce the per-item size by 8 bytes).
-h 顯示Memcached版本和摘要信息
-v 輸出警告和錯誤信息
-vv 打印信息比-v更詳細：不僅輸出警告和錯誤信息，也輸出客戶端請求和響應信息
-i 打印libevent和Memcached的licenses信息
-t <threads> 處理用于請求的線程數，The default is 4.
-D <char> 用于統計報告中Key前綴和ID之間的分隔符，默認是冒號“:”
-L 嘗試使用大內存分頁（pages）
-B <proto> 指定使用的協議，默認行為是自動協商（autonegotiate），可能使用的選項有auto、ascii、binary。
-I <size> 覆蓋默認的STAB頁大小，默認是1M
-F 禁用flush_all命令
-o <options> 指定逗號分隔的選項，一般用于用于擴展或實驗性質的選項

stats命令

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STAT pid 22362    //memcache服務器的進程ID  
STAT uptime 1469315    //服務器已經運行的秒數
STAT time 1339671194    //服務器當前的unix時間戳
STAT version 1.4.9    //memcache版本
STAT libevent 1.4.9-stable    //libevent版本
STAT pointer_size 64    //當前操作系統的指針大?。?2位系統一般是32bit,64就是64位操作系統）
STAT rusage_user 3695.485200    //進程的累計用戶時間
STAT rusage_system 14751.273465    //進程的累計系統時間
STAT curr_connections 69    //服務器當前存儲的items數量
STAT total_connections 855430    //從服務器啟動以后存儲的items總數量
STAT connection_structures 74    //服務器分配的連接構造數
STAT reserved_fds 20    //
STAT cmd_get 328806688    //get命令（獲?。┛傉埱蟠螖?/code>
STAT cmd_set 75441133    //set命令（保存）總請求次數  
STAT cmd_flush 34    //flush命令請求次數
STAT cmd_touch 0    //touch命令請求次數
STAT get_hits 253547177    //總命中次數
STAT get_misses 75259511    //總未命中次數
STAT delete_misses 4    //delete命令未命中次數
STAT delete_hits 565730    //delete命令命中次數
STAT incr_misses 0    //incr命令未命中次數
STAT incr_hits 0    //incr命令命中次數
STAT decr_misses 0    //decr命令未命中次數
STAT decr_hits 0    //decr命令命中次數
STAT cas_misses 0    //cas命令未命中次數
STAT cas_hits 0        //cas命令命中次數
STAT cas_badval 0    //使用擦拭次數
STAT touch_hits 0    //touch命令未命中次數
STAT touch_misses 0    //touch命令命中次數
STAT auth_cmds 0    //認證命令處理的次數
STAT auth_errors 0    //認證失敗數目
STAT bytes_read 545701515844        //總讀取字節數（請求字節數）
STAT bytes_written 1649639749866    //總發送字節數（結果字節數）
STAT limit_maxbytes 2147483648        //分配給memcache的內存大?。ㄗ止潱?/code>
STAT accepting_conns 1            //服務器是否達到過最大連接（0/1）
STAT listen_disabled_num 0    //失效的監聽數
STAT threads 4        //當前線程數
STAT conn_yields 14    //連接操作主動放棄數目
STAT hash_power_level 16    //
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT expired_unfetched 30705763
STAT evicted_unfetched 0
STAT bytes 61380700    //當前存儲占用的字節數
STAT curr_items 28786    //當前存儲的數據總數
STAT total_items 75441133    //啟動以來存儲的數據總數
STAT evictions 0    //為獲取空閑內存而刪除的items數（分配給memcache的空間用滿后需要刪除舊的items來得到空間分配給新的items)
STAT reclaimed 39957976    //已過期的數據條目來存儲新數據的數目
END

上面給出了各個統計項的含義說明，不再累述，stats命令有幾個二級子項，說明如下表所示：

命令 含義說明
stats slabs 顯示各個slab的信息，包括chunk的大小、數目、使用情況等
stats items 顯示各個slab中item的數目和最老item的年齡（最后一次訪問距離現在的秒數）
stats detail [on|off|dump] 設置或者顯示詳細操作記錄；
參數為on，打開詳細操作記錄；
參數為off，關閉詳細操作記錄；
參數為dump，顯示詳細操作記錄（每一個鍵值get、set、hit、del的次數）
stats malloc 打印內存分配信息
stats sizes 打印緩存使用信息
stats reset 重置統計信息

下面的命令，我們通過表格的形式說明，如下表所示：

命令 用法格式 含義說明 示例
get get <key>*\r\n 用于獲取緩存的數據，鍵為key。 get name
VALUE name 0 7
shirdrn
END
gets gets <key>*\r\n 用于獲取緩存的數據，鍵為一組key。 gets name hobby
VALUE name 1 7
1234567
VALUE hobby 0 25
tenis basketball football
END
set set <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 向緩存中存儲數據，不管key對應的值存在與否，都設置key對應的值。 set name 0 1800 7
shirdrn
STORED
get name
VALUE name 0 7
shirdrn
END
touch touch <key> <exptime> [noreply]\r\n 更新緩存中key對應的值的過期時間。 touch name 1800
delete delete <key> [<time>] [noreply]\r\n 給定鍵key，刪除緩存中key對應的數據。 delete name 60
add add <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 向緩存中存儲數據，只有key對應的值不存在時，才會設置key對應的值。 add hobby 0 1800 10
basketball
STORED
get hobby

VALUE hobby 0 10
basketball
END
replace replace <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 覆蓋一個已經存在Key及其對應的Value，替換一定要保證替換后的值的長度原始長度相同，否則replace失敗。 get name
VALUE name 0 7
shirdrn
END
replace name 0 1800 7
youak47
STORED
get name
VALUE name 0 7
youak47
END
append append <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 在一個已經存在的數據值（value）上追加，是在數據值的后面追加。 get hobby
VALUE hobby 0 10
basketball
END
append hobby 0 1800 9
football
STORED
get hobby
VALUE hobby 0 19
basketball football
END
prepend prepend <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n<value>\r\n 在一個已經存在的數據值（value）上追加，是在數據值的前面追加。 get hobby
VALUE hobby 0 19
basketball football
END
prepend hobby 0 1800 6
tenis
STORED
get hobby
VALUE hobby 0 25
tenis basketball football
END
incr incr <key> <value> [noreply]\r\n 計數命令，可以在原來已經存在的數字上進行累加求和，計算并存儲新的數值。 set active_users 0 1000000 7
1000000
STORED
get active_users
VALUE active_users 0 7
1000000
END
incr active_users 99
1000099
decr decr <key> <value> [noreply]\r\n 計數命令，可以在原來已經存在的數字上進行減法計算，計算并存儲新的數值。 get active_users
VALUE active_users 0 7
1000099
END
decr active_users 3456
996643
flush_all flush_all [<time>] [noreply]\r\n 使緩存中的數據項失效，可選參數是在多少秒后失效。 flush_all 1800
version version\r\n 返回Memcached服務器的版本信息。 version
quit quit\r\n 退出telnet終端。 quit

memcached默認沒有認證機制，但可借助于SASL進行認證；

PHP有兩種Memcached擴展，老一點的叫memcache，新一點的叫memcached：

1、php-pecl-memcache.x86_64                   3.0.8-3.el6.art              atomic  

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[root@php-server ~]# yum info php-pecl-memcache.x86_64
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * atomic: mirrors.neusoft.edu.cn
 * base: centos.ustc.edu.cn
 * epel: mirror01.idc.hinet.net
 * extras: centos.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.sina.cn
 * webtatic: us-east.repo.webtatic.com
Available Packages
Name        : php-pecl-memcache
Arch        : x86_64
Version     : 3.0.8
Release     : 3.el6.art
Size        : 83 k
Repo        : atomic
Summary     : Extension to work with the Memcached caching daemon
URL         : http://pecl.php.net/package/memcache
License     : PHP
Description : Memcached is a caching daemon designed especially for
            : dynamic web applications to decrease database load by
            : storing objects in memory.
            : 
            : This extension allows you to work with memcached through
            : handy OO and procedural interfaces.
            : 
            : Memcache can be used as a PHP session handler.

2、php-pecl-memcached.x86_64                  2.1.0-9.el6.art              atomic

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[root@php-server ~]# yum info php-pecl-memcached.x86_64
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * atomic: mirrors.neusoft.edu.cn
 * base: centos.ustc.edu.cn
 * epel: mirror01.idc.hinet.net
 * extras: centos.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.yun-idc.com
 * webtatic: us-east.repo.webtatic.com
Available Packages
Name        : php-pecl-memcached
Arch        : x86_64
Version     : 2.1.0
Release     : 9.el6.art
Size        : 55 k
Repo        : atomic
Summary     : Extension to work with the Memcached caching daemon
URL         : http://pecl.php.net/package/memcached
License     : PHP and MIT
Description : This extension uses libmemcached library to provide API for communicating
            : with memcached servers.
            : 
            : memcached is a high-performance, distributed memory object caching system,
            : generic in nature, but intended for use in speeding up dynamic web
            : applications by alleviating database load.
            : 
            : It also provides a session handler (memcached).

    libmemcached 是一個 memcached 的庫，客戶端庫，C 和 C++ 語言實現的客戶端庫，具有低內存占用率、線程安全、并提供對memcached功能的全面支持，下面我們安裝libmemcached.x86_64：

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[root@php-server ~]# yum install -y libmemcached.x86_64 
[root@php-server ~]# rpm -ql libmemcached     #不一一舉例，只舉例memstat
/usr/bin/memaslap
/usr/bin/memcapable
/usr/bin/memcat
/usr/bin/memcp
/usr/bin/memdump
/usr/bin/memerror
/usr/bin/memexist
/usr/bin/memflush                   
/usr/bin/memparse
/usr/bin/memping
/usr/bin/memrm
/usr/bin/memslap
/usr/bin/memstat                   
/usr/bin/memtouch
/usr/lib64/libhashkit.so.2
/usr/lib64/libhashkit.so.2.0.0
/usr/lib64/libmemcached.so.11
/usr/lib64/libmemcached.so.11.0.0
/usr/lib64/libmemcachedprotocol.so.0
/usr/lib64/libmemcachedprotocol.so.0.0.0
/usr/lib64/libmemcachedutil.so.2
/usr/lib64/libmemcachedutil.so.2.0.0
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/AUTHORS
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/COPYING
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/ChangeLog
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/README
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/THANKS
/usr/share/doc/libmemcached-1.0.18/TODO
/usr/share/man/man1/memaslap.1.gz
/usr/share/man/man1/memcapable.1.gz
/usr/share/man/man1/memcat.1.gz
/usr/share/man/man1/memcp.1.gz
/usr/share/man/man1/memdump.1.gz
/usr/share/man/man1/memerror.1.gz
/usr/share/man/man1/memexist.1.gz
/usr/share/man/man1/memflush.1.gz
/usr/share/man/man1/memparse.1.gz
/usr/share/man/man1/memping.1.gz
/usr/share/man/man1/memrm.1.gz
/usr/share/man/man1/memslap.1.gz
/usr/share/man/man1/memstat.1.gz
/usr/share/man/man1/memtouch.1.gz
[root@php-server ~]# memstat --help
memstat v1.0

 

    Output the state of a memcached cluster.

 

Current options. A '=' means the option takes a value.

 

     --args=
        Argument for statistics
     --version 
        Display the version of the application and then exit.
     --help 
        Display this message and then exit.
     --quiet 
        stderr and stdin will be closed at application startup.
     --verbose 
        Give more details on the progression of the application.
     --binary 
        Switch to binary protocol.
     --debug 
        Provide output only useful for debugging.
     --server-version 
        Memcached daemon software version
     --servers=
        List which servers you wish to connect to.
     --analyze=
        Analyze the provided servers.
     --username=
        Username to use for SASL authentication
     --password=
        Password to use for SASL authentication

 

[root@mytest-120-240 html]# memstat --servers=127.0.0.1
Server: 127.0.0.1 (11211)
 pid: 26427
 uptime: 5476
 time: 1471855243
 version: 1.4.15
 libevent: 2.0.21-stable
 pointer_size: 64
 rusage_user: 0.090893
 rusage_system: 0.181786
 curr_connections: 22
 total_connections: 29
 connection_structures: 23
 reserved_fds: 50
 cmd_get: 6
 cmd_set: 9
 cmd_flush: 1
 cmd_touch: 0
 get_hits: 4
 get_misses: 2
 delete_misses: 0
 delete_hits: 3
 incr_misses: 0
 incr_hits: 2
 decr_misses: 0
 decr_hits: 2
 cas_misses: 0
 cas_hits: 0
 cas_badval: 0
 touch_hits: 0
 touch_misses: 0
 auth_cmds: 0
 auth_errors: 0
 bytes_read: 530
 bytes_written: 2396
 limit_maxbytes: 536870912
 accepting_conns: 1
 listen_disabled_num: 0
 threads: 10
 conn_yields: 0
 hash_power_level: 16
 hash_bytes: 524288
 hash_is_expanding: 0
 bytes: 237
 curr_items: 3
 total_items: 13
 expired_unfetched: 0
 evicted_unfetched: 0
 evictions: 0
 reclaimed: 0

LB Cluster保持會話的方法：

1
2
3
    session sticky
    session cluster
    session server

四、為php安裝memcached擴展

    php有兩個版本的memcached客戶端，這里介紹memcached這個是新版的客戶端是基于libmemcached，所以必須要安裝libmemcached,命令為：

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22
23
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25
26
[root@php-server ~]# yum install -y php-pecl-memcached.x86_64
[root@php-server ~]# ll /usr/lib64/php/modules/               #將memcached.so信息添加到php.ini
total 5980
-rwxr-xr-x 1 root root  241589 Jun 10 00:34 curl.so
-rwxr-xr-x 1 root root 3153493 Jun 10 00:34 fileinfo.so
-rwxr-xr-x 1 root root   42480 Feb 11  2016 igbinary.so
-rwxr-xr-x 1 root root  150412 Jun 10 00:34 json.so
-rwxr-xr-x 1 root root  147183 Jun 10 00:34 mcrypt.so
-rwxr-xr-x 1 root root   86984 Aug  2  2013 memcached.so
-rwxr-xr-x 1 root root  861233 Jun 10 00:34 phar.so
-rwxr-xr-x 1 root root 1428036 Jun 10 00:34 zip.so
[root@php-server ~]# wget  http://pecl.php.net/get/memcache-2.2.7.tgz

[root@php-server ~]# tar -xvf memcache-2.2.7.tgz 

[root@php-server ~]# cd memcache-2.2.7 

 [root@php-server ~]# phpize        //這里需要說明一下，這個命令在編譯安裝php時會在安裝目錄下的bin目錄下，但是在yum安裝的php中需要安裝一個名叫php-devel的包才會有（我在這里被坑過……）

[root@php-server memcache-2.2.7]# ./configure --enable-memcache --with-php-config=/opt/application/php/bin/php-config
[root@php-server memcache-2.2.7]# make;make install
[root@php-server memcache-2.2.7]# vim /etc/php.ini    #修改php.ini配置文件
extension_dir = "/opt/application/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/"
extension = "memcache.so"
[root@php-server memcache-2.2.7]# service php-fpm restart
Gracefully shutting down php-fpm . done
Starting php-fpm  done
或者：
[root@php-server memcache-2.2.7]# cp /opt/application/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20131226/* /opt/application/php/lib/php/extensions/
[root@php-server memcache-2.2.7]# vim /etc/php.ini
extension = "memcache.so"

打開php探針網頁：

blob.png

測試memcached

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50
 

[root@mytest-120-240 html]# telnet 172.16.120.240 11211
Trying 172.16.120.240...
Connected to 172.16.120.240.
Escape character is '^]'.
stats
STAT pid 26427
STAT uptime 3178
STAT time 1471852945
STAT version 1.4.15
STAT libevent 2.0.21-stable
STAT pointer_size 64
STAT rusage_user 0.045063
STAT rusage_system 0.112659
STAT curr_connections 22
STAT total_connections 28
STAT connection_structures 23
STAT reserved_fds 50
STAT cmd_get 6
STAT cmd_set 9
STAT cmd_flush 1
STAT cmd_touch 0
STAT get_hits 4
STAT get_misses 2
STAT delete_misses 0
STAT delete_hits 3
STAT incr_misses 0
STAT incr_hits 2
STAT decr_misses 0
STAT decr_hits 2
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 507
STAT bytes_written 1344
STAT limit_maxbytes 536870912
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 10
STAT conn_yields 0
STAT hash_power_level 16
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT bytes 237
STAT curr_items 3
STAT total_items 13
STAT expired_unfetched 0
STAT evicted_unfetched 0
STAT evictions 0
STAT reclaimed 0
END

用python測試memcached

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[root@php-server ~]# more python-memcached.py 
#!/usr/bin/env python
import memcache
mc = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'], debug=1)
 
mc.set("some_key", "Some value")
value = mc.get("some_key")
print value
 
mc.set("another_key", 3)
mc.delete("another_key")
 
mc.set("key", "1")   # note that the key used for incr/decr must be a string.
mc.incr("key")
mc.decr("key")

[root@php-server ~]# python python-memcached.py 執行中如遇到Traceback (most recent call last):  File "pyton-memcached.py", line 2, in <module>    import memcacheImportError: No module named memcache #
解壓后多出一個文件夾：  python-memcached-1.53cd python-memcached-1.53python setup.py installSome value

原創文章，作者：heilinux，如若轉載，請注明出處：http://www.www58058.com/38911

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