将 Memcache 迁移到 Memorystore

Memcache 是捆绑在 Python 2 运行时环境中的分布式内存数据存储。许多 App Engine 应用将 Memcache 用作特定任务的缓存，而不是仅依赖于永久性存储空间。

Memorystore for Redis 提供完全托管式服务，该服务由 Redis 内存数据存储提供支持，以构建提供亚毫秒级数据访问的应用缓存。

如果您的 Python 2 应用使用 Memcache 仅减少 ndb 或 Cloud NDB 请求的延迟时间，则可以使用 Cloud NDB 对 Redis 的内置支持，而不是 Memcache Memorystore for Redis。

了解 Memorystore 权限

与 Google Cloud 服务之间进行的每一次交互操作都需要经过授权。例如，如需与 Memorystore 托管的 Redis 数据库进行交互，您的应用需要提供有权访问 Memorystore 的帐号的相应凭据。

默认情况下，您的应用会提供 App Engine 默认服务帐号的凭据，该帐号有权访问与您应用同属一个项目中的数据库。

如果满足以下任何条件，则您需要使用明确提供凭据的备用身份验证技术：

  • 您的应用和 Memorystore 数据库位于不同的 Google Cloud 项目中。

  • 您已更改分配给默认 App Engine 服务帐号的角色。

如需了解备用身份验证技术，请参阅为服务器到服务器的生产应用设置身份验证。

迁移过程概览

如需迁移 Python 应用以使用 Memorystore 而不是 Memcache，请执行以下操作：

  1. 设置 Memorystore for Redis，此操作需要您在 Memorystore 上创建 Redis 实例并创建无服务器 VPC 访问通道，以供您的应用与 Redis 实例通信。 创建这两个独立实体的顺序并不严格，可以按任意顺序设置。本指南中的说明首先显示如何设置无服务器 VPC 访问通道。

  2. 安装适用于 Redis 的客户端库并使用 Redis 命令缓存数据。

    Memorystore for Redis 与适用于 Redis 的任何客户端库都兼容。本指南将介绍如何使用 redis-py 3.0 客户端库从您的应用中发送 Redis 命令。

  3. 测试您的更新。

  4. 将应用部署到 App Engine。

设置 Memorystore for Redis

如需设置 Memorystore for Redis，请执行以下操作：

  1. 将 App Engine 连接到 VPC 网络。您的应用只能通过 VPC 连接器与 Memorystore 通信。

    请务必按照将应用配置为使用连接器中的说明，将 VPC 连接信息添加到 app.yaml 文件中。

  2. 记下您创建的 Redis 实例的 IP 地址和端口号。您在自己的代码中创建 Redis 客户端时，将会用到这些信息。

  3. 在 Memorystore 中创建 Redis 实例。

    当系统提示您为 Redis 实例选择地区时，请选择您的 App Engine 应用所在的地区。

安装依赖项

如需使应用在 App Engine 中运行时能够使用 redis-py 客户端库，请执行以下操作：

  1. 将以下行添加到您应用的 requirements.txt 文件中：

     redis

  2. 如果您仍在 Python 2 运行时中运行应用：

    1. 使用带有 -t <directory> 标志的 pip（版本 6 或更高版本）将库安装到名为 lib 的本地文件夹中。例如：

      pip install -t lib <library_name> -r requirements.txt

    2. 确保应用的 appengine_config.py 文件指定 lib 目录。

    App Engine 将上传您在 appengine_config.py 文件中指定的目录中的所有库。如需了解详情，请参阅使用 Python 2 库。

当您部署应用时，App Engine Python 3 运行时环境将自动上传应用的 requirements.txt 文件中的所有库。

对于本地开发，我们建议您在虚拟环境（如 Python 2 的 virtualenv 或 Python 3 的 venv）中安装依赖项。

创建 Redis 客户端

如需与 Redis 数据库进行交互，您的代码需要创建 Redis 客户端才能管理与 Redis 数据库的连接。以下部分介绍如何使用 redis-py 客户端库创建 Redis 客户端。

指定环境变量

redis-py 客户端库使用两个环境变量为您的 Redis 数据库组建网址：

  • 用于标识您在 Memorystore 中创建的 Redis 数据库的 IP 地址的变量。
  • 用于标识您在 Memorystore 中创建的 Redis 数据库的端口号的变量。

我们建议您在应用的 app.yaml 文件中定义这些变量，而不是直接在您的代码中定义这些变量。这样可以更轻松地在不同的环境（例如本地环境和 App Engine）中运行您的应用。

例如，请将下面几行代码添加到 app.yaml 文件中：

 env_variables:
      REDISHOST: '10.112.12.112'
      REDISPORT: '6379'

导入 redis-py 并创建客户端

定义 REDISHOST 和 REDISPORT 环境变量后，请使用以下行导入 redis-py 库并创建客户端：

  import redis

  redis_host = os.environ.get('REDISHOST', 'localhost')
  redis_port = int(os.environ.get('REDISPORT', 6379))
  redis_client = redis.Redis(host=redis_host, port=redis_port)

如果您对其他应用使用了旧版 redis-py，则可能使用过 StrictClient 类，而不是 Client。但是，redis-py 现在建议您使用 Client，而不是 StrictClient。

使用 Redis 命令在缓存中存储和检索数据

虽然 Memorystore Redis 数据库支持大多数 Redis 命令，但您只需使用几个命令即可在缓存中存储和检索数据。下表建议了一些可用于缓存数据的 Redis 命令。如需了解如何从您的应用调用这些命令，请参阅客户端库的文档。

请注意，尽管 Memcache 为其许多命令提供了异步替代方案，但 redis-py 客户端库并非总是提供等效的异步方法。如果您要求与缓存的所有交互都是异步的，则可以使用其他 Python 版 Redis 客户端库。
任务 Redis 命令
在数据缓存中创建一个条目，
并为该条目设置到期时间		 SETNX
MSETNX
从缓存中检索数据 GET
MGET
替换现有的缓存值 SET
MSET
递增或递减缓存数值 INCR
INCRBY
DECR
DECRBY
从缓存中删除条目 DEL
UNLINK
支持与缓存进行并发交互（比较和设置） 请参阅有关 Redis 事务的详细信息。请注意，redis-py 客户端库要求所有事务都在流水线中进行。

测试更新

当您在本地测试应用时，请考虑运行 Redis 的本地实例以避免与生产数据交互（Memorystore 不提供模拟器）。如需在本地安装并运行 Redis，请按照 Redis 文档中的说明进行操作。请注意，目前无法在 Windows 上本地运行 Redis。

如需详细了解如何测试 Python 2 应用，请参阅使用本地开发服务器。

部署应用

一旦您的应用能够在本地开发服务器上无错误地正常运行，请执行以下操作：

  1. 在 App Engine 上测试应用。

  2. 如果应用无错误地正常运行，请使用流量拆分功能为更新后的应用缓慢增加流量。请先仔细监控应用是否存在任何数据库问题，然后再将更多流量路由到更新后的应用。