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memcached - PHP缓存：Memcache 不如直接File文件缓存吗

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Jun 06, 2016 pm 08:29 PM

memcachedphp缓存

使用本地的环境测试10万次和 100万次缓存的读写，测试环境和结果如下。

环境

<code>Win7 x64 AMD7750双核 内存8G
Apache 2.4.9
PHP 5.5.12 ts vc11 
memcache 2.2.7 </code>

代码

<?php
function convert($size)
{
    $unit = array('b', 'kb', 'mb', 'gb', 'tb', 'pb');

    return @round($size / pow(1024, ($i = floor(log($size, 1024)))), 2) . ' ' . $unit[$i];
}

function cacheFile($key)
{
    $dir = 'cache';
    if (!is_dir($dir) && !mkdir($dir)) {
        throw new Exception(" can't make dir $dir");
    }

    $filepath = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . sprintf('%x', crc32($key));

    if (!(file_exists($filepath) && ($data = file_get_contents($filepath)) && !empty($data))) {
        $data = date('Y-m-d H:i:s');
        file_put_contents($filepath, $data);
    }

    return $data;
}


function cacheMem($key)
{
    $mem = new Memcache();
    $mem->connect('127.0.0.1', 11211);
    $data = $mem->get($key);
    if (empty($data)) {
        $data = date('Y-m-d H:i:s');
        $mem->set($key, $data);
    }

    return $data;
}


$t1 = microtime(true);
$i = 0;
$limit = 1000 * 100; //10 万次
$data = null;
while ($i < $limit) {
//    $data = cacheFile($i);
    $data = cacheMem($i);
    $i++;
}
$timeUse = microtime(true) - $t1;
$arr = [
    'cost' => sprintf('%.7fs', $timeUse),
    'mem' => convert(memory_get_usage())
];
var_dump($arr);

结果 1万次

<code>            花费时间           内存耗费
File        1.9 sec           250kb
Memcache    11 sec            250kb</code>

结果 10万次

<code>            花费时间    内存耗费
File        94s        251.18KB
Memcache    超时120s 报错 
</code>

Memcache 10万次测试失败，报错内容如下

<code>Warning: Memcache::connect(): in D:\localhost\speed.php on line 37
Warning: Memcache::get(): No servers added to memcache connection in D:\localhost\speed.php
Warning: Memcache::set(): No servers added to memcache connection in D:\localhost\speed.php on line 41
Fatal error: Maximum execution time of 120 seconds exceeded in D:\localhost\speed.php on line 38</code>

结论

memcache 用来做缓存却还没有直接File文件缓存快，之所以做这个测试，是因为面试的时候我回答自己并没有使用这个memcache 来做缓存，直接使用File文件缓存，结果直接被技术官认定为是初级程序员。但我通过这样的测试，虽然是在win下面，可为什么Memcahe性能还不如File ？
还是说我测试的方式存在错误？

2015-8-21 20:52:17
改进后，真的速度快了N倍！ 10万毫无压力。17.18 sec 265KB内存

<code>function cacheMem($key)
{
    static $mem = null;
    if ($mem === null) {
        $mem = new Memcache();
        $mem->connect('127.0.0.1', 11211);
    }

    $data = $mem->get($key);
    if (empty($data)) {
        $data = date('Y-m-d H:i:s');
        $mem->set($key, $data);
    }

    return $data;
}
</code>

回复内容：

使用本地的环境测试10万次和 100万次缓存的读写，测试环境和结果如下。

环境

<code>Win7 x64 AMD7750双核 内存8G
Apache 2.4.9
PHP 5.5.12 ts vc11 
memcache 2.2.7 </code>

代码

<?php
function convert($size)
{
    $unit = array('b', 'kb', 'mb', 'gb', 'tb', 'pb');

    return @round($size / pow(1024, ($i = floor(log($size, 1024)))), 2) . ' ' . $unit[$i];
}

function cacheFile($key)
{
    $dir = 'cache';
    if (!is_dir($dir) && !mkdir($dir)) {
        throw new Exception(" can't make dir $dir");
    }

    $filepath = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . sprintf('%x', crc32($key));

    if (!(file_exists($filepath) && ($data = file_get_contents($filepath)) && !empty($data))) {
        $data = date('Y-m-d H:i:s');
        file_put_contents($filepath, $data);
    }

    return $data;
}


function cacheMem($key)
{
    $mem = new Memcache();
    $mem->connect('127.0.0.1', 11211);
    $data = $mem->get($key);
    if (empty($data)) {
        $data = date('Y-m-d H:i:s');
        $mem->set($key, $data);
    }

    return $data;
}


$t1 = microtime(true);
$i = 0;
$limit = 1000 * 100; //10 万次
$data = null;
while ($i < $limit) {
//    $data = cacheFile($i);
    $data = cacheMem($i);
    $i++;
}
$timeUse = microtime(true) - $t1;
$arr = [
    'cost' => sprintf('%.7fs', $timeUse),
    'mem' => convert(memory_get_usage())
];
var_dump($arr);

结果 1万次

<code>            花费时间           内存耗费
File        1.9 sec           250kb
Memcache    11 sec            250kb</code>

结果 10万次

<code>            花费时间    内存耗费
File        94s        251.18KB
Memcache    超时120s 报错 
</code>

Memcache 10万次测试失败，报错内容如下

<code>Warning: Memcache::connect(): in D:\localhost\speed.php on line 37
Warning: Memcache::get(): No servers added to memcache connection in D:\localhost\speed.php
Warning: Memcache::set(): No servers added to memcache connection in D:\localhost\speed.php on line 41
Fatal error: Maximum execution time of 120 seconds exceeded in D:\localhost\speed.php on line 38</code>

结论

2015-8-21 20:52:17
改进后，真的速度快了N倍！ 10万毫无压力。17.18 sec 265KB内存

<code>function cacheMem($key)
{
    static $mem = null;
    if ($mem === null) {
        $mem = new Memcache();
        $mem->connect('127.0.0.1', 11211);
    }

    $data = $mem->get($key);
    if (empty($data)) {
        $data = date('Y-m-d H:i:s');
        $mem->set($key, $data);
    }

    return $data;
}
</code>

错在你不该在while里写connect...哪有每次都去连接的？

首先，建立一个到Memcached的TCP连接的开销肯定要比打开一个本地文件大，而在你的cli测试中，反复建立了上万次连接，而在Web上（比如PHP-FPM，MOD_PHP），可以使用到Memcached的持久连接，也就是一个PHP-FPM工作进程保持一个Memcached的长连接，用于处理多个不同的请求：
http://php.net/manual/zh/memcached.construct.php

<code><?php $mc = new Memcached('story_pool');</code></code>

其次，操作系统会缓存本地文件到内存（就是Linux上的buffers/cache），读性能肯定是不错的，但是频繁的写性能肯定没有Memcached好，因为Memcached读写操作都保证在内存中完成。

另外，Memcached能实现分布式（由客户端实现，比如PHP的PECL扩展memcached），这个也是本地文件缓存不具备的优势。Memcached的分布式体现在将不同的键保存到不同的服务器上。
http://php.net/manual/zh/memcached.addserver.php

注意：PHP有两个针对Memcached的PECL扩展，一个叫做memcache，一个叫做memcached：
http://php.net/manual/zh/intro.memcache.php
http://php.net/manual/zh/intro.memcached.php
其中基于libmemcached的扩展memcached实现了分布式，而memcache则没有实现。

上面说的对，你的测试方法是错误的，因为memcache已经达到最大连接数了，所以报错

不过我想知道你用的是什么磁盘，SSD or FIO or SAS，IOPS是多少；说明一下，memcache中key最大值为250B，value最大值为1M，一般情况下value大于1M，也就是超过memcache中page的大小时候，memcache也就无能为力了，不过你可以通过更改源代码来实现或者换redis（value最大值512M）

其实也不必测试，memcache数据全部放在内存中，然而内存和磁盘不是一个级别，我们可以分析一下：

1纳秒等于10亿分之一秒，= 10 ^ -9 秒

<code>Numbers Everyone Should Know
L1 cache reference 读取CPU的一级缓存     0.5 ns
Branch mispredict(转移、分支预测)     5 ns
L2 cache reference 读取CPU的二级缓存     7 ns
Mutex lock/unlock 互斥锁\解锁     100 ns
Main memory reference 读取内存数据     100 ns
Compress 1K bytes with Zippy 1k字节压缩     10,000 ns
Send 2K bytes over 1 Gbps network 在1Gbps的网络上发送2k字节     20,000 ns
Read 1 MB sequentially from memory 从内存顺序读取1MB     250,000 ns
Round trip within same datacenter 从一个数据中心往返一次，ping一下500,000 ns
Disk seek  磁盘搜索     10,000,000 ns 
Read 1 MB sequentially from network 从网络上顺序读取1兆的数据     10,000,000 ns
Read 1 MB sequentially from disk 从磁盘里面读出1MB     30,000,000 ns 
Send packet CA->Netherlands->CA 一个包的一次远程访问     150,000,000 ns</code>

我们关注一下内存和磁盘的访问速度，上面是指随机访问，那么相差1000 000倍，但如果是顺序访问的话大约为 7倍

楼主应该好好看看设计模式，你的面试官没说错你。。。可能初级程序员都懂得缓存对象吧。。谁会每次循环都连接一次memcached？

如果用file存的话， 100w 请求，你去看下服务器的硬盘读写。服务器早挂掉了。

磁盘IO延迟和资源开销和文件系统开销也挺大得。

我只想问哈楼主是用什么测出PHP运行时间的？

事实证明你就是1、2年的初级。但是当时面试官否认掉你没跟你讲明原因吗？

还有给你也是给所有人一个忠心的建议，切忌不要太浮躁！或是自我膨胀，以当前时间为节点来看，自己永远是井底之蛙，不经历一些事情有可能不会明白。

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