# Introduction to Amazon ElastiCache  

**提供快速的数据缓存，提高应用程序性能** 
  
## Amazon ElastiCache概念  
  
是一款全托管、低延迟的内存缓存服务，兼容 Redis 和 Memcached。它不仅简化了设置、安装、补丁修复、配置、监控、备份和恢复等管理任务，还能显著提高现代应用程序的性能，提供微秒级响应时间，并扩展到每秒数百万次操作，让开发者可以专注于应用程序的实际开发。


## 在操作之前需要了解:  
  
### 缓存的概念:  
  
缓存可以理解为我需要去书中重复的看一段文字，翻书本身很麻烦，所以将这一段文字复印下来，等下次我在需要去看这段文字的时候我就可以不翻书，而是去看复印件.  
在比喻中:  
- 书:代表了原始数据源，比如数据库或文件系统。  
- 翻书:代表了从原始数据源检索信息的过程，这个过程是耗费时间和精力的.  
- 复印件:代表了缓存，它是原始数据的快速可访问的副本.    
  
因此,我们再引入Amazon ElastiCache的概念便可理解:  
  
### Amazon ElastiCache的作用  
  
在Amazon ElastiCache的背景下，Amazon ElastiCache 是一种托管缓存服务，它提供了两种类型的缓存解决方案：Memcached 和 Redis.    
  
因此可以这样类比:    
- 书：在Amazon Web Services（AWS）中，这可以代表原始数据源，比如Amazon RDS（关系数据库服务）、Amazon DynamoDB（NoSQL数据库服务）或其他存储服务。  
- 翻书：这代表了应用程序直接从这些数据库或存储服务中检索数据的操作，这个过程可能会因为网络延迟、数据库查询复杂度等因素而变得缓慢.  
- 复印件：在Amazon ElastiCache中，这代表了缓存的数据。ElastiCache作为缓存层，存储了数据库中经常访问的数据的副本.  
  
综上,可见Amazon ElastiCache的特点：                                               
  
### Amazon ElastiCache的特点  
- 快速数据检索：当应用程序需要频繁访问某些数据时，如用户会话信息、热门商品详情等，这些数据可以被存储在ElastiCache中。这样，当数据被请求时，应用程序可以直接从ElastiCache中快速检索，而不需要每次都去“翻书”（访问数据库）.  
- 减少数据库负载：由于频繁的数据请求可以直接在缓存中得到满足，因此可以显著减少对后端数据库的访问次数，降低数据库的负载.  
- 提高应用程序性能：通过减少数据检索时间，ElastiCache帮助提高了应用程序的整体性能，从而改善了用户体验.  
- 数据持久性：尤其是使用Redis时，ElastiCache还可以提供数据持久性功能，这意味着即使发生系统故障，缓存的数据也不会丢失  
- 可扩展性：ElastiCache可以根据需求自动扩展或缩小资源，以应对不同的流量模式，确保缓存层始终能够高效运行.  
- 易于管理：作为托管服务，Amazon ElastiCache简化了缓存集群的设置、管理和维护工作，让开发者可以专注于应用程序的开发，而不是缓存基础设施的管理.  
  
Amazon ElastiCache就像是一个高效的复印机，它帮助您的应用程序快速获取所需的数据，同时减少了对原始数据源的依赖和负载. 


 
## 详细操作步骤  
### 一，创建Amazon ElastiCache集群  
**在此任务中，您将创建一个 Amazon ElastiCache 集群。**   
1. 登陆亚马逊云账号后，进入控制台，在搜索框输入Amazon ElastiCache并进入相应的服务：                        
始使用中的Redis OSS                      
                       
  
3. 或者在左边 Resources（资源）下面选择 Redis caches（Redis 缓存）选择 Create Redis cache（创建 Redis 缓存）
 

4. 创建Redis缓存的界面是这样的:
 

5. 现在我们开始创建我们的Rediss OSS 缓存:
- 对于 Deployment option（部署选项），选择 Design your own cache（设计自己的缓存）;
- 对于 Creation method（创建方法），选择 Cluster cache（集群缓存）:


6. 集群模式默认,在集群信息中,根据自己的需求舒服集群名称(例图中为Zgh_332):
  


7. 在Cluster settings（集群设置）部分中：
- 对于Node type（节点类型）,选择cache.t2.micro或cache.t3.micro（选择适合你需求的节点类型，决定了每个节点的计算能力和内存大小。）;
- 对于Number of replicas（副本数量），输入 0：
   
   
8. 在 Connectivity（连接）部分中：
- 对于 Subnet groups（子网组），确保选择 Create a new subnet group（创建新的子网组）（创建一个新的子网组，以便将缓存集群部署在特定的网络环境中）；
- 对于 Name（名称）自定义（例图中为mysubnetgroup）。对于 VPC ID（选择你希望缓存集群所在的虚拟私有云（VPC），确保网络隔离和安全性。如果没有可以选择创建，这里不做过多介绍）:


9. 将所有其他设置保留为默认值，滚动到页面底部，并选择 Next（下一步），直到最后Create（创建）：
  
  
10.  缓存集群的 Status（状态）将显示为 creating（正在创建）。最终，当集群准备就绪后，Status（状态）列将显示为 available（可用）：

  


那么问题来了:   
**Q1:Amazon ElastiCache中集群缓存是什么意思?**  
**Q2:Amazon ElastiCache中为什么需要算力?**  
**Q3:为什么在Amazon ElastiCache中设置Number of replicas（副本数量）为0？**  
  
### Q1:Amazon ElastiCache中集群缓存是什么意思?

想象一下，你在一个大型图书馆里寻找书籍。这个图书馆非常大，有很多书架，每个书架上都摆满了书。为了更高效地管理和查找书籍，图书馆引入了一个系统，将书籍分布在多个区域，每个区域都有自己的书架和图书管理员。

#### 类比解释

- **书架（数据库存储）**：书架代表数据库存储，书籍按照一定的顺序排列，方便查找。
- **图书管理员（数据库服务器）**：图书管理员知道每本书的位置，当你需要找书时，你可以请图书管理员帮忙查找。
- **信息检索系统（ElastiCache集群缓存）**：图书馆有一个信息检索系统，它是一个电脑终端，可以快速检索图书馆的目录。

#### 集群缓存的概念

1. **分布式管理**：图书馆将书籍分布在多个区域，每个区域都有自己的书架和图书管理员。这就像ElastiCache中的集群缓存，将数据分布在多个节点上，每个节点负责一部分数据的存储和管理。
   - **类比ElastiCache**：在ElastiCache中，集群缓存将数据分布在多个缓存节点上，每个节点负责一部分数据的存储和管理。这种方式可以提高数据的可用性和访问速度。

2. **负载均衡**：当多个读者同时查找书籍时，图书馆的系统会将查询请求分配给不同的区域，以避免某个区域过于繁忙。这就像ElastiCache中的负载均衡，将查询请求分配给不同的缓存节点，以提高系统的响应速度和稳定性。
   - **类比ElastiCache**：在ElastiCache中，负载均衡将查询请求分配给不同的缓存节点，以提高系统的响应速度和稳定性。

3. **高可用性**：如果某个区域的书架出现问题，其他区域的书架仍然可以正常工作，确保读者能够继续查找书籍。这就像ElastiCache中的高可用性，即使某个缓存节点出现故障，其他节点仍然可以正常工作，确保数据的可用性。
   - **类比ElastiCache**：在ElastiCache中，即使某个缓存节点出现故障，其他节点仍然可以正常工作，确保数据的可用性。

4. **扩展性**：当图书馆需要增加更多书籍时，可以增加新的区域和书架，以容纳更多的书籍。这就像ElastiCache中的扩展性，可以增加更多的缓存节点，以处理更多的数据和请求。
   - **类比ElastiCache**：在ElastiCache中，可以增加更多的缓存节点，以处理更多的数据和请求。

通过这个图书馆的例子，我们可以理解Amazon ElastiCache中的集群缓存是如何通过分布式管理、负载均衡、高可用性和扩展性来提高数据的可用性和访问速度的。  
 

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### Q2:Amazon ElastiCache中为什么需要算力?

我们引入一个图书馆的例子来解释：

#### 图书馆的信息检索系统

想象一下，你在一个大型的图书馆里寻找一本书。图书馆里有很多书架，每个书架上都摆满了书。

- **书架（数据库存储）**：书架代表数据库存储，书籍按照一定的顺序排列，方便查找。
- **图书馆员（数据库服务器）**：图书馆员知道每本书的位置，当你需要找书时，你可以请图书馆员帮忙查找。
- **信息检索系统（ElastiCache算力）**：图书馆有一个信息检索系统，它是一个电脑终端，可以快速检索图书馆的目录。

#### 类比一下

1. **快速检索**：当你使用信息检索系统查找书籍时，系统需要处理你的查询（例如，书名、作者、主题等），并快速从大量目录中找到匹配的结果。这需要计算能力来处理搜索算法和数据匹配。
   - 类比ElastiCache：当应用程序查询缓存中的数据时，ElastiCache需要算力来快速检索和返回结果。

2. **处理复杂查询**：如果你需要查找特定类型的书籍，比如“所有关于历史并且在过去一年内出版的书籍”，信息检索系统需要执行更复杂的查询操作。
   - 类比ElastiCache：在缓存中，可能需要进行复杂的操作，如数据排序、聚合等，这同样需要算力。

3. **维护目录更新**：图书馆的新书不断上架，信息检索系统需要定期更新目录，以确保查询结果的准确性。
   - 类比ElastiCache：ElastiCache需要定期更新缓存数据，以反映数据库中的最新状态，这也需要算力。

4. **支持多用户同时查询**：在高峰时段，可能有多个读者同时使用信息检索系统。系统需要足够的算力来处理这些并发请求。
   - 类比ElastiCache：在应用程序高负载时，ElastiCache需要处理大量的并发读写请求，这同样需要强大的计算能力。

5. **数据安全和权限管理**：信息检索系统可能需要验证用户的权限，确保某些敏感书籍不被未经授权的读者检索。
   - 类比ElastiCache：ElastiCache需要处理安全性和权限管理，这也需要一定的计算资源。

图书馆的信息检索系统需要算力来快速、准确地处理读者的查询，Amazon ElastiCache也需要算力来高效地处理应用程序的数据请求，保证数据的快速访问和系统的稳定运行。
  
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### Q3:为什么在Amazon ElastiCache中设置Number of replicas（副本数量）为0？

可以使用一个书店的例子来解释为什么在Amazon ElastiCache中可能会选择设置“Number of replicas”（副本数量）为0。

#### 生活例子：书店的书籍副本

假设你经营一家书店，你的书店里有各种书籍。有些书籍非常受欢迎，你可能会在书架上放置多个副本，以便多个顾客可以同时查阅或购买。

- **书籍（数据）**：书店中的书籍就像是缓存中的数据。
- **书籍副本（副本数量）**：书籍的副本数量就像是ElastiCache中的副本数量。

#### 设置副本数量为0的例子

1. **特殊书籍**：假设你有一本非常特殊且不常被查阅的书籍，比如一本非常古老的历史文献，它对大多数顾客来说并不感兴趣，但你仍然需要保留它以备不时之需。
   - 类比ElastiCache：在ElastiCache中，如果你有一些数据是不经常被访问的，或者这些数据的丢失不会对业务造成重大影响，你可能会选择不为其设置副本。

2. **库存空间有限**：书店的空间有限，你不能为每本书都放置多个副本。你需要根据书籍的受欢迎程度和库存空间来决定哪些书籍需要副本。
   - 类比ElastiCache：在ElastiCache中，资源（如内存）也是有限的。如果你不需要高可用性或者有其他数据更需要副本，你可能会选择为某些数据设置0个副本，以节省资源。

3. **成本考虑**：保留书籍的副本需要额外的成本，包括存储空间和购买副本的费用。如果一本书的需求非常低，可能不值得为其购买额外的副本。
   - 类比ElastiCache：在ElastiCache中，副本会增加成本，因为每个副本都需要占用额外的内存资源。如果数据的重要性不高，为了节约成本，可以选择不设置副本。

4. **数据更新频率**：如果那本古老文献的内容很少更新，甚至从不更新，那么保留一个副本就足够了。
   - 类比ElastiCache：如果缓存中的某些数据很少或从不更新，那么即使没有副本，也不会对性能产生太大影响。

通过这个例子，我们可以理解，在Amazon ElastiCache中选择设置“Number of replicas”为0，可能是因为数据不常被访问、资源有限、成本考虑或数据更新频率低等原因。这样的设置有助于优化资源使用，降低成本，同时仍然满足业务需求。

**---小插曲结束---**


 
### 二,授予对 Amazon ElastiCache 集群的访问权限  
**要从运行在同一 Amazon VPC 中的 Amazon EC2 实例连接到您的 Amazon ElastiCache 集群，您需要授予对集群的网络入口访问权限。在此任务中，您将授予对集群的网络入口访问权限。**  
  
1. 在页面顶部的统一搜索栏中，搜索并选择 EC2。  
 

2. 在左侧导航窗格中，在 Network & Security（网络与安全）下面选择 Security Groups（安全组）。  

  
3. 选择对应的目标VPC ID,   
- 选择 Inbound rules（入站规则）选项卡,  
- 选择 Edit inbound rules(编辑入站规则):


1. 在添这里可以添加规则，如下图所示:目的是为让 VPC 中的 Amazon EC2 实例能够连接到 ElastiCache 节点。  
- 选择 Add rule（添加规则）。  
- Type（类型）：自定义 TCP  
- 端口范围：6379（这是 Redis 的端口范围。）  
- Source type（来源类型）：Anywhere-IPv4  
- 对于顶部的所有流量规则，选择删除。  
- 选择 Save rules（保存规则）。  
  

1. 添加规则成功后,如下图所示,在上方会有所提示,至此恭喜成功授予 Amazon ElastiCache 集群的网络入口访问权限.  



### 三,获取 ElastiCache 终端节点  
  
**要连接到 ElastiCache 集群，您需要知道 ElastiCache 终端节点是什么。在此任务中，您将获取 ElastiCache 终端节点。**   
  
1. 在页面顶部的统一搜索栏中，搜索并选择 ElastiCache.  
  
  
2. 在左侧导航窗格中，选择 Redis caches（Redis 缓存）.  
 
  
3. 选择之前创建的集群链接(例下图中:Zgh332). **不要复制com之后的内容!!!**    
 
  
**至此,您已成功获取 ElastiCache 终端节点。**  
  



### 四,启动 Amazon EC2 实例以访问 ElastiCache 集群  
1. 在页面顶部的统一搜索栏中，搜索并选择 EC2  
  



2. 选择 Launch instances（启动实例），然后选择 Launch instance（启动实例）  
  



3. 在 Launch an instance（启动实例）页面上的 Name and tags（名称和标签）部分中，进行以下配置：  
- 名称：myCacheInstance  
- 在 Application and OS images (Amazon Machine Image)（应用程序和操作系统映像 (Amazon Machine Image)）的快速入门子部分中,选择将自动选择最新 Amazon Linux 2 AMI 映像的 Amazon Linux.  
  
  

  
1. 在实例类型中：您将配置 t2.micro 实例。  
- 在密钥对(登录) 中：选择在没有密钥对的情况下继续(不推荐) 。  
- 在网络设置中：选择 Edit（编辑），然后进行以下配置：  
  - VPC - required（VPC – 必需）：Lab VPC（实验 VPC）  
  - 防火墙(安全组)：选择现有的安全组  
  - 常见安全组：从下拉菜单中选择您的安全组  

    
1. 在配置存储部分中，保留默认值。  
   找到并展开  Advanced Details（高级详细信息）部分。
   从 IAM 实例配置文件下拉菜单中，选择名称类似于 EC2InstProfile 的角色。  
  
  
  
2. 选择启动实例。  
3. 在 Next Steps（后续步骤）页面，选择 View all instances（查看所有实例）。  
4. **注意：等待 Instance state（实例状态）显示 Running（正在运行）状态。您可以每 30 秒单击一次 refresh（刷新） 按钮来检查状态。**
   
  
  **至此,成功启动 Amazon EC2 实例**  
  
  
### 五,连接到 EC2 实例  

1. 在页面顶部的统一搜索栏中，搜索并选择 EC2。  
   
  
2. 在左侧导航窗格中，选择 Instances（实例）。  
   选择  myCacheInstance，然后选择 Connect（连接） 
 
  
3. 对于 Connection method（连接方法），选择 Session Manager 选项卡。  
   选择 Connect（连接）。 
  
4. 连接成功图示:  
 

### 六,连接到 ElastiCache 集群  
1. 使用redils-cli从EC2实例连接到 ElastiCache 集群.
- 安装gcc:  
```
sudo yum install -y gcc
```  
- 安装redils-cli:
```
cd ~
wget http://download.redis.io/redis-stable.tar.gz
tar xvzf redis-stable.tar.gz
cd redis-stable
make
```
- 输入src/redis-cli -c -h ENDPOINT -p 6379  
- 其中ENDPOINT 替换为 Redis 终端节点的名称
- 为报错说明连接成功

### 七,测试 ElastiCache 集群  



输入以下指令:
- 设置含字符串值的密钥a:
```
set a "hello"
```  
  
- 获取a的值:  
```
get a
```  
  
- 获得b的值,但是在集群中并没有b的内容,因此系统会返回nil.  (**nil是编程中表示空集**)
```
get b
```  
  
  
- 设置b的值为"Good-bye",但是仅仅持续5秒钟,  (**EX 是 expire 的缩写,意思是5秒钟后过期**)
```
set b "Good-bye" EX 5
```  
  
  
- 关闭于集群的连接 
```
quit
```  
  
结果如下图所示:  
 



### 八,删除 Amazon ElastiCache 集群  
  
 
1. 在页面顶部的统一搜索栏中，搜索并选择 ElastiCache  
  
  
  
2. 在左侧导航窗格中  
- 选择 Redis caches（Redis 缓存）。
- 选择 mycache。
- 选择 Actions（操作），然后选择 Delete（删除）。
  
  
  
1. 在 Delete mycache（删除 mycache）窗口中，进行以下配置：  
- Create backup（创建备份）：No（否）。  
- 在文本字段中键入 mycache。  
- 选择 Delete（删除）。
  
  
  
1. 状态更改为正在删除。缓存集群删除后，即会停止产生费用。
 

### 补充:创建IAM账户  
- 1.登陆亚马逊云账号后，进入控制台，在搜索框输入IAM并进入相应的服务：  
   
- 2.选择左侧‘用户’，创建用户

### 参考文献以及视频：
- 1.[Amazon ElastiCache](https://docs.amazonaws.cn/aws/latest/userguide/elasticache.html)  
- 2.[How ElastiCache works](https://docs.amazonaws.cn/AmazonElastiCache/latest/dg/WhatIs.corecomponents.html)  
- 3.深入浅出 Amazon ElastiCache——最佳实践及用户场景[https://www.bilibili.com/video/BV19441117TE/?vd_source=63519f93e4f8f7f1e241ad9a3ea478df]  
- 4.Amazon ElastiCache 飞速搭建缓存服务集群，这才叫快[https://blog.csdn.net/qq_35387940/article/details/125412342?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522a098385353481bba39164a03a4a09193%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=a098385353481bba39164a03a4a09193&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~baidu_landing_v2~default-1-125412342-null-null.142^v100^control&utm_term=Amazon%20ElastiCache%E7%AE%80%E4%BB%8B&spm=1018.2226.3001.4187]  
- 5.Amazon ElastiCache 是什么[https://blog.csdn.net/weixin_45428910/article/details/143751434?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=Amazon%20ElastiCache%E7%AE%80%E4%BB%8B&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduweb~default-0-143751434.142^v100^control&spm=1018.2226.3001.4187]  
- 6.帮我超越技术壁垒的“泰斗”服务--Amazon ElastiCache[https://blog.csdn.net/CC1991_/article/details/134001934?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=Amazon%20ElastiCache%E7%AE%80%E4%BB%8B&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduweb~default-1-134001934.142^v100^control&spm=1018.2226.3001.4187]  
- 7.AWS SimuLearn: Boosting Banking Application Performance  

@Zgh_332