Memcached学习笔记 — 第三部分:Memcached协议详解

      Memcached 支持两种主要的协议,经典的 ASCII 文本协议和新的二进制协议。文本协议非常简单,能很方便的编写客户端和调试问题,但是二进制协议提供更强大的功能。

 

文本协议的 TCP 协议应用比较广泛,本文主要详细介绍 TCP 文本协议。如果想了解 UDP 协议和二进制协议,请参考官方文档。

官方文本协议: http://github.com/memcached/memcached/blob/master/doc/protocol.txt

官方二进制协议: http://code.google.com/p/memcached/wiki/BinaryProtocolRevamped

 

协议命令格式

<command name> <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n

cas <key> <flags> <exptime> <bytes> <cas unique> [noreply]\r\n
  1.  <command name> : "set", "add", "replace", "append" or "prepend"
  2. "set" :“存储这个数据”,一般是更新已有的缓存,也可以用于新增。
  3. "add" :新增缓存,缓存中不存在新增的KEY。
  4. Replace:替换现有的缓存,缓存中一定已经存储KEY
  5. Append:在现有的缓存数据后添加缓存数据。
  6. Prepend:在现有的缓存数据前添加缓存数据
  7. Cas:check and set操作,存储缓存,前提是在check后没有其它人修改过数据,用于多客户端同时设置相同的KEY时的原子操作。
  8. <key>:缓存的KEY
  9. <flags>:最开始是16位的无符号整数,现在的版本一般是32位。用户客户端存储自定义标记数据。
  10. <exptime>:缓存过期时间。0表示永不过期,可以是Unix time或当前服务器时间的偏移量(秒为单位),如果你想设置当前时间后1分钟过期,则此参数为60。
  11. <bytes>:缓存数据的长度
  12. <cas unique>:unique 64-bit value of an existing entry,cas操作的时候回传的值,用于服务器端判断缓存是否改变。
  13. "noreply":服务器不响应处理结果。
  14. <data block>\r\n: 缓存数据块,\r\n结束
  15. "STORED\r\n":表示存储成功
  16. "NOT_STORED\r\n":表示未存储,但并不是错误。如:对已经有的KEY使用add
  17. "EXISTS\r\n":表示使用cas命令设置数据未成功,在你最后一次获取数据后,数据已经被其它人修改。
  18. "NOT_FOUND\r\n":表示使用cas存储数据时候,key不存储

错误指令

每一个由客户端发送的命令,都可能收到来自服务器的错误字串回复。这些错误字串会以三种形式出现:

ERROR\r\n

意味着客户端发送了不存在的命令名称。

"CLIENT_ERROR <error>\r\n

意味着输入的命令行里存在一些客户端错误,例如输入未遵循协议。 <error> 部分是人类易于理解的错误解说

SERVER_ERROR <error>\r\n

意味着一些服务器错误,导致命令无法执行。 <error> 部分是人类易于理解的错误解说。在一些严重的情形下(通常应该不会遇到),服务器将在发送这行错误后关闭连接。这是服务器主动关闭连接的唯一情况

 

add/set/replace/append/prepend

保持指令包括: add,set Replace ,append, Prepend 。在分布式环境中,这些命令都不能保证原则性操作,需要使用 cas 对缓存进行存储操作。

Add/set/Replace/append/Prepend <key> flags <exptime> <bytes>\r\n
data\r\n
 

    add : 添加新的缓存,不能覆盖。如果添加一个存在的缓存,服务器不会执行和报错,只会返回 NOT_STORED

telnet localhost 11211
add key 0 0 5
12345
STORED
add key 0 0 1
1
NOT_STORED
 

   set :设置缓存,功能和 add 基本相同,可能 覆盖

set key 0 0 2
12
STORED
 


  replace : 仅当键已经存在时, replace 命令才会替换缓存中的键。如果缓存中不存在键,那么您将从 memcached 服务器接受到一条 NOT_STORED 响应

 


replace key 0 0 3
123
STORED
replace key1 0 0 3
123
NOT_STORED    //key1 不存在
 

  append :是在现有缓存数据后面新增数据。如果 key 不存在,服务器响应 NOT_STORED

 

get key
VALUE key 0 3
123
END
append key 0 0 2
45
STORED
get key
VALUE key 0 5
12345
END
 

  prepend 是在现有缓存数据前面新增数据。如果 key 不存在,服务器响应 NOT_STORED

get key
VALUE key 0 5
12345
prepend key 0 0 7
prepend
STORED
get key
VALUE key 0 12
prepend12345
END
prepend key1 0 0 1
1
NOT_STORED
 

get/gets

get <key>*\r\n      // 获取缓存的值
gets <key>*\r\n      // 获取缓存的值和版本号 <cas unique>

 

key是缓存的key,命令以\r\n结束。
返回

VALUE <key> <flags> <bytes> [<cas unique>]\r\n
<data block>\r\n
 

<flags>是你添加和设置缓存的时候设置的值。一般用于自定义标记缓存数据的特殊意义,对memcached服务无意义,客户端自定义其含义。例如:设置缓存的时候,设置1表示该数据是对象json序列化,2表示二进制序列化。
<cas unique>:是一个64位的整数,在服务器端唯一,每次针对缓存的操作就会加一,类似于svn的版本号的东东。

例:

[root@hadoop00 bin]# telnet 192.168.221.10 11211
Trying 192.168.221.10...
Connected to hadoop00 (192.168.221.10).
Escape character is '^]'.
add key1 0 0 12
hello first!
STORED

get key1
VALUE key1 0 12
hello first!
END

gets key1
VALUE key1 0 12 2
hello first!
END

set key1 1 0 13
hello second!
STORED
 
gets key1
VALUE key1 1 13 3
hello second!
END 
 

 

1 段:添加缓存 key1=hello first!,flags=0

2 段: get 获取缓存 key1 的值, flags=0

3 段: gets 获取缓存  key1 的值, flags=0 cas unique=2

4 段: set 缓存 key1 的值为 hello second! ,设置 flags=1

5 段: gets 获取 key1 的值, flags=1; cas unique=3

 

delete

delete:删除一个存在的缓存

get key
VALUE key 0 12
prepend12345
END
delete key
DELETED
get key
END

 

incr/decr

如果缓存数据中存储的是数字形式的字符串,则可以使用 incr/decr 对数据进行递增和递减操作,服务器响应操作过的结果。操作后的值不会为负数。

格式: incr/decr key number\r\n

add key 0 0 2
10
STORED
incr key 1    // 递增 1
11
decr key 2    // 递减 2
9
add key1 0 0 2
aa
STORED
incr key1 1   // 对非数字的缓存操作会返回错误
CLIENT_ERROR cannot increment or decrement non-numeric value

stats

命令 "stats" 被用于查询服务器的运行状态和其他内部数据。有两种格式。不带参数的:

stats\r\n

stats <args>\r\n    // 具体参数据说在变动,不过也意义不打,直接用无参数就可以了。

 

 

Key

数据类型

说明

pid

32u

服务器进程 ID

uptime

32u

服务器运行时间,单位秒

time

32u

服务器当前的 UNIX 时间

version

string

服务器的版本号

pointer_size

32u

服务器操作系统位数

curr_connections

32u

当前连接数

total_connections

32u

服务器启动后总连接数

connection_structures

32u

服务器分配的连接结构的数量

cmd_get

64u

获取请求总数

cmd_set

64u

存储请求总数

cmd_flush

64u

 

get_hits

64u

获取成功的总次数,命中次数

get_misses

64u

获取失败的总次数

delete_misses

64u

删除失败次数

delete_hits

64u

删除命中

incr_misses

64u

递增失败次数

incr_hits

64u

递增命中

decr_misses

64u

递减命中

decr_hits

64u

递减失败次数

cas_misses

64u

Cas 原子设置操作失败次数

cas_hits

64u

Cas 命中

cas_badval

64u

Cas 操作找到 key, 但是版本过期,没有设置成功

auth_cmds

64u

认证次数(包括成功和失败)

auth_errors

64u

认证失败次数

bytes_read

64u

 

总共获取的数据量

bytes_written

64u

总写入数量数

limit_maxbytes

32u

总允许写入的数据量,和分配的内存有关

accepting_conns

 

未找到文档,官方协议为说明

listen_disabled_num

 

未找到文档,官方协议为说明

threads

 

未找到文档,官方协议为说明

conn_yields

 

未找到文档,官方协议为说明

bytes

64u

已用缓存空间

curr_items

32u

当前缓存 item 数量

total_items

32u

从服务启动后,总的存储缓存 item 数量

evictions

64u

通过删除 item 释放内存的次数

 

 

 

 

flush_all

 

flush_all 命令有一个可选的数字参数。它总是执行成功,服务器会发送 “OK\r\n” 回应。它的效果是使已经存在的项目立即失效(缺 省),或在指定的时间后。此后执行取回命令,将不会有任何内容返回(除非重新存储同样的键名)。 flush_all 实际上没有立即释放项目所占用的内存,而是在随后陆续有新的项目被储存时执行。 flush_all 效果具体如下:它导致所有更新时间早于 flush_all 所设定时间的项目,在被执行取回命令时命令被忽略。

flush_all
OK
flush_all 10
OK

version

 

版本查询: version \r\n

version
VERSION 1.4.4-14-g9c660c0

quit

CAS 协议解决这种并发修改问题。有线程试图修改当前 key-value 对的 value 时,先由 gets 方法得到 item 的版本号,操作完成提交 数据时,使用 cas 方法谨慎变更,如果在本地对 item 操作过程中这个 key-value 对在 Memcached server 端被其它线程更改过,就放弃此次修改 (乐观锁)

cas 命令只能用于修改已经有的参数,对应新增操作会返回: NOT_FOUND

 

add caskey 0 0 1		//添加一个缓存key=caskey
1
STORED
gets caskey			//获取caskey的数据和版本号
VALUE caskey 0 1 15		//15是当前版本号
1
END
set caskey 0 0 26		//模拟其它线程修改了caskey的值
anther thread modify value
STORED
cas caskey 0 0 1 15		//当前线程通过版本号15设置数据失败
2
EXISTS

 

 

 

 

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转载自acooly.iteye.com/blog/1120346
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