适用于旧版捆绑服务的 Memcache API

本页面简要介绍了 App Engine memcache 服务。在执行某些任务时，高性能的可扩缩 Web 应用通常先使用分布式内存中的数据缓存，然后才使用或完全不使用可靠的永久存储空间。为此，App Engine 提供了内存缓存服务。如需了解如何配置、监控和使用 Memcache 服务，请阅读使用 Memcache。

注意：缓存具有全局性，并在应用的前端、后端及其所有服务和版本之间共享。

此 API 支持第一代运行时，并可在升级到相应的第二代运行时后使用。如果要更新到 App Engine PHP 7/8 运行时，请参阅迁移指南以了解旧版捆绑服务的迁移选项。

何时使用内存缓存

内存缓存的一个用途是加快常见数据存储区查询的速度。如果许多请求使用相同的参数执行同一查询，并且结果更改不需要立即显示在网站上，则应用可以将结果缓存在 Memcache 中。后续请求可以直接检查 Memcache，只有在结果缺失或过期时才需要执行数据存储区查询。会话数据、用户偏好设置以及网页查询返回的其他数据都非常适合进行缓存。

Memcache 还可用于存储其他临时值。不过，在考虑是否仅在 Memcache 中存储值而不在其他永久存储空间中进行备份时，应确保在值突然变得不可用时，您的应用仍能以可接受的行为正常运作。值在 Memcache 中可能随时失效，可能会在为值设置的失效截止期限之前就已失效。例如，如果用户会话数据突然缺失会导致会话出现故障，则应考虑除了在 Memcache 中存储该数据之外，可能还应将其存储在数据存储区中。

服务等级

App Engine 支持两种 Memcache 服务等级：

• 共享 Memcache 是 App Engine 应用的免费默认等级。该服务等级会尽可能多地提供缓存容量，但会受限于使用此共享 Memcache 服务的所有 App Engine 应用的总体需求。

• 专用 Memcache 提供专为您的应用分配的固定缓存容量。该服务等级按缓存大小（GB 小时）计费，并要求启用结算功能。能够控制缓存的大小，意味着应用能够以更可预测的方式执行操作，同时减少更昂贵的持久存储空间的读取次数。

这两种 Memcache 服务等级都使用同一 API。如需为应用配置 Memcache 服务，请参阅使用 Memcache。

注意：无论共享 Memcache 还是专用 Memcache 服务都不属于持久性存储服务。当缓存填满时，系统会根据缓存的 LRU 政策逐出一些键。缓存配置更改或数据中心维护活动也会清除部分或全部缓存。

下表总结了这两种 Memcache 服务等级之间的区别：

功能	专用 Memcache	共享 Memcache
价格	每 GB 每小时 $0.06	免费
容量	us-central 1GB 到 100GB asia-northeast1、europe-west、europe-west3、us-east1： 1 到 20 GB 其他区域： 1 到 2 GB	无保证容量
性能	每 GB 每秒最多 10000 次读取或 5000 次写入（独占）（内容 < 1KB）。如需了解详情，请参阅缓存统计信息。	不保证
持久存储空间	否	否
SLA	无	无

专用 Memcache 以 15 分钟为增量计费。如果您使用非美元货币付费，请参阅 Cloud Platform SKU 上以您的币种列出的价格。

如果您的应用需要更多 Memcache 容量，请联系我们的销售团队。

限制

使用 Memcache 服务有以下限制：

• 缓存数据值的大小上限为 1 MiB（2^20 个字节）减去键的大小以及与实现相关的开销（约为 73 个字节）。
• 键不能大于 250 个字节。在 PHP 运行时环境中，如果您试图使用更大的键设置 Memcache，则调用会返回异常。（其他运行时环境的处理方式有所不同）。
• “多”批量操作可以包含任意数量的元素。调用的总大小和提取数据的总大小不得超过 32 MB。
• Memcache 键不能包含 null 字节。

建议和最佳实践

使用 Memcache 时，我们建议您将应用设计为：

• 处理缓存值不始终可用的情况。

  • Memcache 不属于持久性存储服务。根据逐出政策，缓存被填满时会逐出键。缓存配置更改或数据中心维护事件也会清空部分或全部缓存。
  • Memcache 可能会遇到暂时无法使用的情况。Memcache 操作可能会因各种原因而失败，包括缓存配置更改或数据中心维护事件。在设计应用时，应该让它们能够捕获失败的操作，而不是向最终用户显示这些错误。这一指导尤其适用于 Set 操作。

• 尽量使用 API 的批处理功能。

  • 这样做可以提高应用的性能和效率，尤其是对于较小项。

• 在整个 Memcache 键空间分配负载。

  • 如果单个或一小组 memcache 项占据了不成比例的流量，则会妨碍您的应用扩缩。这一指导对每秒操作次数和带宽均适用。通常，您可以通过明确对数据进行分片来缓解此问题。

    例如，您可以在多个键之间拆分频繁更新的计数器，仅在您需要总计时才重新读取这些数据并求和。同样，您可以在多个键之间拆分必须对每个 HTTP 请求读取的一段 500K 数据，并使用单个批量 API 调用重新读取这些数据。（更好的方法是在实例内存中缓存该值。）对于专用 memcache，单个键的峰值访问速率应该比每 GB 速率低 1-2 个数量级。

• 保留您自己的键，以便从缓存中检索值。

  • Memcache 不提供列出键的方法。缓存的性质决定了不能在不中断缓存的情况下列出键。此外，某些语言（如 Python）、哈希长键和原始键仅对应用已知。

PHP Memcache 实现

App Engine 包括标准 Memcache API 和 Memcached API 的实现，它们“在后台”调用 App Engine Memcache 服务。某些函数可调用（即，可进行存根），但不执行任何操作，因为在 App Engine 应用的上下文中不需要它们。因此，对以下函数的调用将被忽略：

Memcache API 中可进行存根的函数

• memcache_add_server()
• memcache_close()
• memcache_connect()
• memcache_pconnect()
• memcache_set_compress_threshold()
• addServer()
• close()
• connect()
• pconnect()
• setCompressThreshold()

Memcached API 中可进行存根的函数

• addServer()
• addServers()
• getAllKeys()
• getServerByKey()
• getServerList()
• getStats()
• getVersion()
• isPersistent()
• isPristine()
• quit()
• resetServerList()
• setSaslAuthData()

App Engine 中 Memcache PHP API 的示例用法：

$memcache = new Memcache;
return $memcache->get($key);

App Engine 中 Memcached PHP API 的示例用法：

$memcache = new Memcached;
$memcache->set('who', $request->get('who'));
return $twig->render('memcache.html.twig', [
    'who' => $request->get('who'),
    'count' => $memcache->increment('count', 1, 0),
    'host' => $request->getHost(),
]);

缓存数据如何过期

Memcache 包含键值对。在缓存中写入和检索内容时，内存中的键值对随时会发生变化。

默认情况下，Memcache 中存储的值将保留尽可能长的时间。如果有新值添加到缓存中，而缓存内存不足，则系统可能会从缓存中逐出值。因内存压力而逐出值时，会先逐出最近最少使用的值。

在存储值时，应用可以提供以下形式的过期时间：从值添加时间起计算的秒数，或者将来的绝对 Unix 纪元时间（从 1970 年 1 月 1 日午夜算起的秒数）。值的逐出时间不会晚于过期时间，但也可能会因其他原因而提前逐出。增加为现有键存储的值不会更新其过期时间。

在极少数情况下，值也可能会因内存压力以外的原因而在过期之前从缓存中消失。虽然 Memcache 对于服务器故障具有很强的复原力，但 Memcache 值不会保存到磁盘，因此服务故障会导致值不可用。

一般来说，应用不应该期待缓存值始终可用。

您可以通过 API 或在 Google Cloud 控制台的 Memcache 部分清空应用的整个缓存。

注意：实际上，系统是以被动的方式在处理已过期缓存数据的移除。当有人无法成功检索到过期内容时，才会移除相应的过期内容。或者，系统会根据 LRU 缓存行为（适用于所有内容，包括有效内容和过期内容），将过期缓存数据从缓存中移除。这意味着，在统计信息中报告缓存大小时，该数字可能包括有效内容和过期内容。

缓存统计信息

按内容大小的每秒操作次数

注意：此信息仅适用于专用 Memcache。

专用 Memcache 按每 GB 每秒操作次数确定操作速率，其中，一次操作的定义为访问一次个别缓存内容，例如 get、set 或 delete。操作速率因内容大小而异，大致如下表所示。如果超出这些速率，可能会导致 API 延迟时间延长或错误增加。

下表提供了每 GB 缓存的持续独占 get-hit 或 set 操作次数上限。请注意，get-hit 操作是一种 get 调用，该调用会查找与指定键一起存储的值并返回该值。

内容大小 (KB)	每秒 get-hit 操作次数上限	每秒 set 操作次数上限
≤1	10000	5000
100	2000	1000
512	500	250

理论上，配置了多个 GB 缓存的应用可达到聚合操作速率，即为 GB 数乘以每 GB 速率得出的总速率。例如，对于 1KB 内容，配置了 5GB 缓存的应用可达到每秒 50000 次 Memcache 操作。需要在 Memcache 键空间合理分配负载，才能达到这一水平。

对于每种 IO 模式，上面列出的限制适用于读取或写入。对于同时读取和写入，限制按比例增减。执行的读取次数越多，可执行的写入次数就越少，反之亦然。下面列出了每 1GB 缓存同时读取和写入 1KB 值的 IOPS 限制示例：

读取 IOPS	写入 IOPS
10000	0
8000	1000
5000	2500
1000	4500
0	5000

Memcache 计算单元 (MCU)

注意：此信息仅适用于专用 Memcache。

Memcache 吞吐量因您访问的内容大小以及您要对该内容执行的操作而异。大致来说，费用与操作次数相关联。您可以使用 Memcache 计算单元 (MCU) 估算专用 Memcache 预期可提供的流量容量。MCU 的定义如下：对于专用 Memcache，预期可提供每 GB 每秒 10000 个 MCU。Google Cloud 控制台会显示您的应用当前正在使用的 MCU 数量。

请注意，MCU 是大致的统计估算，而且它不是线性单元。每个读取或写入值的缓存操作具有相应的 MCU 费用，此费用取决于该值的大小。set 的 MCU 取决于值的大小：其费用是成功执行 get-hit 操作所需费用的 2 倍。

注意：Memcache 计算单元 (MCU) 的计算方式可能会随时更改。

值内容大小 (KB)	get-hit 的 MCU 费用	set 的 MCU 费用
≤1	1.0	2.0
2	1.3	2.6
10	1.7	3.4
100	5.0	10.0
512	20.0	40.0
1024	50.0	100.0

不读取或写入值的操作其 MCU 费用是固定的：

操作	MCU
get-miss	1.0
delete	2.0
increment	2.0
flush	100.0
stats	100.0

请注意，get-miss 操作是一种 get 调用，该调用发现没有与指定键一起存储的值。

后续步骤

• 在使用 Memcache 中了解如何配置、监控和使用 Memcache。