Linux Memcache 安装与配置指南：从入门到最佳实践

目录#

什么是 Memcache？
安装前的准备
在 Linux 上安装 Memcache
- 3.1 基于包管理器安装（Ubuntu/Debian/CentOS/RHEL）
- 3.2 从源码编译安装（进阶）
Memcache 核心配置详解
- 4.1 主配置文件说明
- 4.2 关键配置参数解析
启动与管理 Memcache 服务
- 5.1 系统服务管理（systemd）
- 5.2 手动启动与调试
Memcache 客户端连接与测试
- 6.1 命令行工具（telnet/libmemcached）
- 6.2 编程语言客户端示例（PHP/Python）
Memcache 最佳实践
- 7.1 内存分配与优化
- 7.2 性能调优
- 7.3 高可用性与扩展
- 7.4 安全配置
常见问题排查
总结
参考资料

1. 什么是 Memcache？#

Memcache（全称 Memcached，因 daemon 名称而常被混淆）是一个键值对（Key-Value）内存缓存系统，核心特点如下：

内存存储：数据完全存于内存，读写延迟低至微秒级（比磁盘快 100-1000 倍）。
简单协议：基于文本的 TCP 协议，支持 set/get/delete 等基础操作，易于实现客户端。
分布式设计：客户端通过一致性哈希实现多服务器分片，无中心化节点。
轻量高效：单个实例仅占用数 MB 内存，支持万级并发连接。

典型使用场景#

缓存数据库查询结果（如用户信息、商品列表）；
存储 API 响应（如第三方接口数据）；
保存用户会话（如 PHP Session）；
加速静态资源（如图片 URL、配置文件）。

2. 安装前的准备#

在安装前，需确认以下事项：

2.1 系统环境检查#

查看 Linux 发行版：

# Ubuntu/Debian
lsb_release -a
# CentOS/RHEL
cat /etc/os-release

确保网络连通（用于下载包）：
```
ping -c 3 mirrors.aliyun.com
```

2.2 资源规划#

内存：Memcache 完全依赖内存，建议为其分配系统可用内存的 50%-70%（预留 30% 给 OS 和其他服务）。
端口：默认使用 11211，需确保未被占用：
```
netstat -tuln | grep 11211
```

2.3 权限#

需使用 sudo 或 root 用户执行安装命令。

3. 在 Linux 上安装 Memcache#

Memcache 的安装方式分为包管理器安装（推荐）和源码编译（进阶）。

3.1 基于包管理器安装（Ubuntu/Debian/CentOS/RHEL）#

3.1.1 Ubuntu/Debian 系列#

更新包列表：
```
sudo apt update
```
安装 Memcache 及工具：
```
sudo apt install memcached libmemcached-tools
```
- memcached：核心服务；
- libmemcached-tools：命令行工具（如 memcstat、memcdump）。

3.1.2 CentOS/RHEL 系列#

启用 EPEL 源（Memcache 不在默认源中）：
```
sudo yum install epel-release -y
```

安装 Memcache：

sudo yum install memcached libmemcached-tools -y

3.2 从源码编译安装（进阶）#

若需最新版本或自定义编译选项（如指定安装路径），可选择源码编译：

3.2.1 安装依赖#

# Ubuntu/Debian
sudo apt install gcc make libevent-dev -y
# CentOS/RHEL
sudo yum install gcc make libevent-devel -y

3.2.2 下载并编译#

下载最新源码包（从 memcached.org 获取）：

wget https://memcached.org/latest -O memcached.tar.gz

解压并进入目录：

tar -zxvf memcached.tar.gz
cd memcached-*

配置编译选项：

./configure --prefix=/usr/local/memcached  # 指定安装路径

编译并安装：
```
make && sudo make install
```

验证安装：

/usr/local/memcached/bin/memcached -h  # 查看帮助

4. Memcache 核心配置详解#

Memcache 的配置文件位置因发行版而异：

Ubuntu/Debian：/etc/memcached.conf
CentOS/RHEL：/etc/sysconfig/memcached

4.1 主配置文件说明#

以 Ubuntu 的 memcached.conf 为例，默认配置如下：

# 以 daemon 模式运行
-d
# 监听地址（仅本地）
-l 127.0.0.1
# 监听端口
-p 11211
# 运行用户
-u memcache
# 最大内存（MB）
-m 64
# 最大并发连接数
-c 1024
# 线程数（匹配 CPU 核心）
-t 4
# PID 文件路径
-P /var/run/memcached.pid

4.2 关键配置参数解析#

以下是生产环境中最常调整的参数：

参数	作用说明	最佳实践
`-l`	监听地址（如 `127.0.0.1` 仅本地，`0.0.0.0` 所有地址）	禁止公网暴露，优先用内网 IP（如 `192.168.1.100`）或 Unix 套接字。
`-m`	最大内存（MB）	分配系统可用内存的 50%-70%（如 8GB 内存设为 `-m 5120`）。
`-c`	最大并发连接数	根据业务量调整（如高并发场景设为 `-c 2048`），需监控 `curr_connections`。
`-t`	工作线程数	设为 CPU 核心数（如 4 核设为 `-t 4`），避免超线程。
`-I`	最大 item 大小（默认 1MB）	若存储大对象（如 5MB 图片 URL），需调整（如 `-I 5M`）。
`-s`	Unix 套接字路径（替代 TCP 连接）	同机客户端优先用套接字（更快），需设权限（如 `-a 0777` 允许所有用户访问）。
`-a`	Unix 套接字权限	配合 `-s` 使用，如 `-a 0770` 仅允许 memcache 用户组访问。

示例：生产级配置（Ubuntu）#

修改 /etc/memcached.conf：

-d
-l 192.168.1.100  # 内网 IP
-p 11211
-u memcache
-m 5120  # 5GB 内存
-c 2048  # 最大 2048 连接
-t 8     # 8 核 CPU
-I 4M    # 最大 item 4MB
-s /var/run/memcached.sock  # Unix 套接字
-a 0770  # 套接字权限

5. 启动与管理 Memcache 服务#

Memcache 通常以 systemd 服务运行，便于管理。

5.1 系统服务管理（systemd）#

5.1.1 基本命令#

操作	命令
启动服务	`sudo systemctl start memcached`
开机自启	`sudo systemctl enable memcached`
查看状态	`sudo systemctl status memcached`
重启服务	`sudo systemctl restart memcached`
停止服务	`sudo systemctl stop memcached`

5.1.2 验证运行状态#

# 查看监听端口
netstat -tuln | grep 11211
# 输出示例（TCP 监听）
tcp        0      0 192.168.1.100:11211   0.0.0.0:*               LISTEN
# 输出示例（Unix 套接字）
unix  2      [ ACC ]     STREAM     LISTENING     12345    /var/run/memcached.sock

5.2 手动启动与调试#

若需临时调试（非 daemon 模式），可手动启动：

# 手动启动（非 daemon，输出日志到终端）
/usr/bin/memcached -u memcache -l 127.0.0.1 -m 64 -c 1024

调试完成后按 Ctrl+C 停止。

6. Memcache 客户端连接与测试#

Memcache 支持多种客户端（命令行、编程语言），以下是常用方式。

6.1 命令行工具（telnet/libmemcached）#

6.1.1 使用 telnet 连接#

安装 telnet（若未安装）：

sudo apt install telnet -y  # Ubuntu
sudo yum install telnet -y  # CentOS

连接 Memcache：
```
telnet 127.0.0.1 11211
```
执行基础操作：
- 存储数据：set <key> <flags> <exptime> <bytes> <value>
```
set user:1001 0 3600 8  # key=user:1001, flags=0, 过期 3600 秒, 值长度 8
{"name":"Alice"}  # 输入值（需换行）
```
  - flags：用户自定义元数据（如数据类型）；
  - exptime：过期时间（秒，0 为永久）；
  - bytes：值的字节长度。
- 获取数据：get <key>
```
get user:1001
VALUE user:1001 0 8
{"name":"Alice"}
END
```
- 删除数据：delete <key>
```
delete user:1001
```
- 查看状态：stats
```
stats
STAT pid 1234
STAT uptime 3600
STAT bytes 1024
STAT curr_items 100
...
END
```
- 清空缓存：flush_all（谨慎使用！）

6.1.2 使用 libmemcached 工具#

libmemcached-tools 提供更友好的命令：

查看服务状态：
```
memcstat --servers=127.0.0.1:11211
```
列出所有键：
```
memcdump --servers=127.0.0.1:11211
```

获取键值：

memccat user:1001 --servers=127.0.0.1:11211

6.2 编程语言客户端示例#

6.2.1 PHP 客户端#

需安装 php-memcached 扩展：

# Ubuntu
sudo apt install php-memcached
# CentOS
sudo yum install php-pecl-memcached

示例代码（memcache_test.php）：

<?php
// 连接 Memcache
$mem = new Memcached();
$mem->addServer('127.0.0.1', 11211);  // 或 Unix 套接字：$mem->addServer('/var/run/memcached.sock', 0);
 
// 存储数据
$mem->set('user:1001', ['name' => 'Alice', 'age' => 25], 3600);
 
// 获取数据
$user = $mem->get('user:1001');
print_r($user);  // 输出：Array([name] => Alice [age] => 25)
 
// 删除数据
$mem->delete('user:1001');
?>

运行测试：

php memcache_test.php

6.2.2 Python 客户端#

使用 python-memcached 库：

pip install python-memcached

示例代码（memcache_test.py）：

import memcache
 
# 连接 Memcache
mc = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'])  # 或 Unix 套接字：['unix:/var/run/memcached.sock']
 
# 存储数据
mc.set('user:1001', {'name': 'Alice', 'age': 25}, time=3600)
 
# 获取数据
user = mc.get('user:1001')
print(user)  # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 25}
 
# 删除数据
mc.delete('user:1001')

运行测试：

python memcache_test.py

7. Memcache 最佳实践#

7.1 内存分配与优化#

监控内存使用：通过 stats 命令查看 bytes（已用内存）、limit_maxbytes（总内存）、evictions（缓存驱逐次数）。若 evictions 持续增长，需增大 -m。
避免内存碎片化：使用 stats slabs 查看 slab 状态，若 fragmentation_ratio（碎片率）超过 20%，需调整 -I（最大 item 大小）。

7.2 性能调优#

用 Unix 套接字代替 TCP：同机客户端优先用 -s 参数，减少网络开销（延迟降低 30%+）。
启用 TCP_NODELAY：编辑配置文件，添加 -o tcp_nodelay（减少 TCP 延迟）。
避免大对象：Memcache 不适合存储超过 1MB 的对象（会增加内存碎片和 GC 压力），大对象建议用 Redis。

7.3 高可用性与扩展#

客户端分片：使用多台 Memcache 服务器，客户端通过一致性哈希分散键（如 PHP 的 Memcached::addServer 添加多个节点）：
```
$mem->addServer('192.168.1.100', 11211);
$mem->addServer('192.168.1.101', 11211);
```
使用代理：用 Twemproxy 或 Memcached Proxy 实现服务发现和故障转移，降低客户端复杂度。

7.4 安全配置#

Memcache 无原生认证，需通过网络隔离保障安全：

限制监听地址：用 -l 指定内网 IP 或 127.0.0.1。

防火墙规则：

Ubuntu（ufw）：允许内网 IP 访问 11211 端口：

sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 11211

CentOS（firewalld）：

sudo firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.1.0/24" port port="11211" protocol="tcp" accept'
sudo firewall-cmd --reload

禁用不必要的命令：如 flush_all（清空缓存），可通过 memcached -D:flush_all 禁用。

8. 常见问题排查#

8.1 无法连接 Memcache#

检查服务状态：systemctl status memcached；
检查监听地址：netstat -tuln | grep 11211；
检查防火墙：ufw status（Ubuntu）或 firewall-cmd --list-all（CentOS）。

8.2 高内存占用#

查看缓存内容：memcdump --servers=127.0.0.1:11211，检查大对象；
调整 -m 参数，或增大 evictions（通过缩短过期时间）。

8.3 低缓存命中率#

计算命中率：get_hits / (get_hits + get_misses)（通过 stats 命令）；
若命中率低于 80%，需优化缓存策略（如延长过期时间、调整缓存键粒度）。

9. 总结#

Memcache 是高并发场景下的缓存神器，其核心优势是简单、快速、轻量。通过本文的步骤，你已掌握：

Memcache 的安装与基础配置；
客户端连接与测试；
生产级最佳实践（性能、安全、高可用）；
常见问题排查。

在实际使用中，需结合业务场景调整配置，并持续监控（如 stats 命令、Prometheus exporter），确保 Memcache 始终高效运行。

10. 参考资料#

Memcache 官方文档：https://memcached.org/docs/
Ubuntu 官方指南：https://ubuntu.com/server/docs/databases-memcached
CentOS 官方文档：https://docs.centos.org/en-US/centos/install-guide/Memcached/
PHP Memcached 扩展：https://www.php.net/manual/en/book.memcached.php
Python Memcache 库：https://pypi.org/project/python-memcached/
Prometheus Memcached Exporter：https://github.com/prometheus/memcached_exporter
Twemproxy 代理：https://github.com/twitter/twemproxy