企业级 PHP 高并发解决方案 0x08 数据库缓存
什么是数据库缓存
MySQL 等一些常见的关系型数据库的数据都存储在硬盘当中,在高并发场景下,业务应用对 MySQL 产生的增、删、改、查的操作造成巨大的I/O开销和查询压力,这无疑对数据库和服务器都是一种巨大的压力,为了解决此类问题,缓存数据的概念应运而生。
使用数据库缓存可以极大的解决我们数据的压力,提高应用数据的响应速度,因为不用再动态查询了,直接将静态数据返回,无论是速度还是效率都要更快一些,节省了,很多查询和计算的时间。
常见的缓存形式:内存缓存,文件缓存
为了避免I/O开销,应该尽量使用内存缓存。
为什么要使用缓存
缓存诗句是为了让客户端很少,甚至是不访问数据库服务器进行数据的查询,高并发下,能最大程度地降低对数据库服务器的访问压力。
当我们默认情况下不使用缓存的情况下,我们的执行顺序如下:
- 用户请求
- 数据查询
- 链接数据库服务器并查询数据
- 将数据缓存起来(HTML、内存、JSON、序列化数据)
- 显示给客户端
当我们第二次请求或者是新用户访问时候,执行顺序如下:
- 用户再次请求或者新用户访问
- 数据查询
- 直接从缓存中获取数据
- 显示给客户端
缓存需要考虑的内容
- 缓存方式的选择
- 缓存场景的选择
- 缓存数据的实时性
- 缓存数据的稳定性
使用 MySQL查询缓存
启用MySQL查询缓存
query_cache_type
查询缓存类型,有0、1、2三个取值。
- 0 不是用查询缓存
- 1 始终使用查询缓存
- 2 按需查询缓存
query_cache_type为1时,也可以关闭查询缓存
SELECT SQL_NO_CACHE * FROM my_table WHERE condition;
query_cache_type为2时,可以按需使用查询缓存
SELECT SQL_CACHE * FROM my_table WHERE condition;
query_cache_size
默认情况下query_cache_size为0,表示查询缓存预留的内存为0,则无法使用查询缓存。
SET GLOBAL query_cache_size = 134217728;
查询缓存可以看成是 SQL 文本和查询结果的映射。
第二查询的SQL和第二次查询的SQL要完全相同,才会使用缓存。
我们可以通过下面的语句查看缓存的命中次数。
SHOW STATUS LIKE 'Qcache_hits';
表的结构发生改变时候,查询缓存中的数据不再有效。
清理缓存如下:
FLUSH QUERY CACHE; //清理查询缓存内部碎片
RESET QUERY CACHE; //从查询花村中移出所有查询
FLUSH TABLES; //关闭所有打开的表,同时该操作将会清空查询缓存中的内容。
使用 Memcache
对于大型的站点,如果没有中间缓存层,当流量打入数据库层的时候,即便有之前的几层为我们挡住了大量流量,但是在大并发的请胯下,还是会有大量请求涌入数据库,这样对于数据库服务器的压力冲击很大,响应速度也会下降,因此添加中间缓存层很有必要。
Memcache 是一套分布式的高速缓存系统, 由 LiveJournal 的Brad Fitzpatrick 开发,但目前被许多网站使用以提升网站的访问速度,尤其对于一些大型的、需要频繁访问数据库的网站访问速度提升效果十分显著。
工作原理
Memcache 是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统,通过在内存里维护一个统一的巨大的Hash表,它能够用来存储各种格式的数据,包括图像、视频、文件以及数据库检索出来的结果等。简单的说就是讲数据调用到内存,然后从内存中读取,从而大大提高读取速度。
工作流程
先检查服务端的请求数据是否在 memcached
中,如果存在直接把请求数据返回,不再对数据库进行任何操作。如果请求的数据不再memcached
中,就去查询数据库, 把从数据库中获取的诗句返回给客户端,同时把数据缓存一份到memcached
中。
方法
获取:get(key)
设置:set(key, val, expire)
删除 : delete(key)
通用缓存机制
用查询的方法名 + 参数作为查询时的key value对应中的key值。
使用 Redis
与Memcache的区别
- 性能相差不大
- Redis 在2.0版本后增加了自己的 VM 特性,突破了物理内存的限制
- Memcache 可以修改最大可用内存,采用 LRU(缓存淘汰) 算法
- Redis 依赖客户端来实现分布式读写
- Memcache 本身没有数据冗余机制
- Redis 支持(快照、AOF),依赖快照进行持久化,AOF 增强了可靠性的同时,对性能也有所影响
- Memcache 不支持持久化,通常做缓存,提升性能
- Memcache 在并发场景下,用 cas 保证一致性,Redis 事务支持比较弱,只能保证事务中的每个操作的连续执行
- Redis 支持多种数据类型
- Redis 用于数据量较小的高性能操作和运算上
- Memcache 用于动态系统中减少数据库负载,提升性能;适合做缓存,提高性能