Django笔记：Memcached缓存系统

Memcached是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统，通过在内存中维护一个统一的巨大的hash表，Memcached能存储多种数据，通常情况下，Memcached被用来存储图形验证码、短信验证码、登录session等不是至关重要的数据，因为一旦遇到断电等意外，内存中的数据将会丢失，所以不能存储特别重要的数据。
优点：之所以使用Memcached系统，是因为它能提高服务的访问速度，缓解数据库的压力，其实就是因为Memcached是在内存中存取数据，所以速度上会非常快。
注：Memcached中的数据是以键值对的方式来存储的。

一、安装和启动

Memcached需要先在机器上安装后才能使用。
Windows系统

安装：memcached.exe -d install（注意不是双击安装，而是在命令窗口以执行命令的方式安装）。
启动：memcached.exe -d start。

Linux系统

安装：sudo apt install memcached。
启动：/usr/bin/memcached [-u memcache] -d start。

在Windows中使用Memcached的注意事项：

如果提示没有权限，则使用管理员什么打开cmd。
提示缺少pthreadGC2.dll时，下载此文件并拷贝到windows/System32下即可。
memcached.exe文件不要放在含有中文的路径下。

Linux中启动时的常用参数：

-d：后台运行Memcached，如/usr/bin/memcached [-u memcache] -d start。
-m：指定运行Memcached可以占用的内存，单位为M，默认为64M，如/usr/bin/memcached [-u memcache] -m 1024 -d start。
-p：指定占用端口，默认端口为11211。
-l：指定别的机器通过哪个ip地址连接到此服务，如果想要别的机器也能访问到此服务，就需要设置为-l 0.0.0.0。

二、telnet操作Memcached

如果想在命令窗口操作Memcached，可以使用telnet命令。执行telnet 服务ip地址端口号连接到Memcached服务，连接上之后就可以操作Memcached了。
常用命令有：
set
如果已存在相同的key，则会覆盖原有的value，否则新建一个key-value键值对。语法为：

set key flas(是否压缩) timeout value_length
value

示例=====================
> set name 0[0表示不压缩] 60[过期时间60秒] 5[字符长度为5个字符]
> hello
> STORED[表示存储成功]

get
根据key从Memcached中获取对应的value。

> get name

add
语法同set命令，如果已存在相同的key则会失败，提示NOT_STORED。
delete
根据key从Memcached中删除一个键值对。
flush_all
删除Memcached中所有键值对（谨慎使用）。
incr/decr
给指定key的value加上（减去）指定数字，语法为incr key num，注意此命令只能操作数字类型的value。

> set age 0 120 2
> 18
> STORED
> incr age 2
> 20
> get age
> VALUE age 0 2
> 20
> END

stats
查看当前Memcached的状态信息。常用的信息项有：

get_hits：get命令命中了多少次。
get_misses：get命令空了多少次。
curr_items：当前Memcached中的键值对数。
total_connections：Memcached开启到现在的总连接数。默认最大的连接数为1024。

查看当前Memcached中所有的key：

> stats items
> stats cachedump [items_id] 0

三、Python操作Memcached

插件安装：pip install python-memcached。
建立连接并使用：

import memcache

# 连接之前确保Memcached已经启动，可以连接多台机器上的Memcached服务，
# 连接多台机器时，存储数据时会将数据存储到其中一台中，达到分布式的效果。
# debug参数设置为True表示会将错误信息打印到控制台
mc = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'],debug=True)

# 相当于set命令，Python中不用指定字符长度
mc.set('name','hello',60)

# 可以一次设置多个值
mc.set_multi({'username': 'zhangsan','age': '30','weight': '120'},60)

# 相当于get命令
name = mc.get('name')
print(name)

# 相当于delete命令
mc.delete('name')

# 可以一次删除多个值
mc.delete_multi(['username','age'])

# 自增长，默认自增长1
mc.incr('weight',10)

# 自减少，默认自减少1
mc.decr('weight',10)

四、Django中使用Memcached

想要在Django中使用Memcached，既可以使用纯Python的方式来操作，也可以将Memcached配置为默认的缓存系统，在settings.py中按如下示例配置CACHES：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache','LOCATION': '127.0.0.1:11211'  # 如果是连接多台机器，那这里可以配置为一个列表
    }
}

配置好后，使用from django.core.cache import cache导入即可，这个cache对象可以直接使用，不需要我们去手动连接。

from django.core.cache import cache

cache.set('name','zhangsan',60)

# 需要注意的是Django中会对存入的key使用特定的规则进行重命名，但在获取时仍然需要使用原来的key
# 对于此处的代码，真正存储的key并不是“name”，但获取时仍然需要使用“name”
print(cache.get('name'))

五、Memcached安全

因为只需要ip和端口号就可以连接到Memcached，所以使用Memcached需要注意下安全防护，通常有两种方式来解决这个问题，一种是使用-l参数指定只有本机才能连接，另一种是在防火墙中关闭该服务开启的端口访问，一般禁止掉默认的11211端口即可。