Memcached概念：
Memcached是一個(gè)免費(fèi)開(kāi)源的，高性能的，具有分布式對(duì)象的緩存系統(tǒng)，它可以用來(lái)保存一些經(jīng)常存取的對(duì)象或數(shù)據(jù)，保存的數(shù)據(jù)像一張巨大的HASH表，該表以Key-value對(duì)的方式存在內(nèi)存中。
官網(wǎng)下載地址： http://www.memcached.org/
運(yùn)行環(huán)境： linux，BSD，windows都可跑
協(xié)議理論：http://code.sixapart.com/svn/memcached/trunk/server/doc/protocol.txt （英文）

操作流程：


1、檢查客戶端的請(qǐng)求數(shù)據(jù)是否在memcached中，如有，直接把請(qǐng)求數(shù)據(jù)返回，不再對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行任何操作，路徑操作為①②③⑦。

2、如果請(qǐng)求的數(shù)據(jù)不在memcached中，就去查數(shù)據(jù)庫(kù)，把從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的數(shù)據(jù)返回給客戶端，同時(shí)把數(shù)據(jù)緩存一份到memcached中（memcached客戶端不負(fù)責(zé)，需要程序明確實(shí)現(xiàn)），路徑操作為①②④⑤⑦⑥。
3、每次更新數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)更新memcached中的數(shù)據(jù)，保證一致性。

4、當(dāng)分配給memcached內(nèi)存空間用完之后，會(huì)使用LRU（Least Recently Used，最近最少使用）策略加上到期失效策略，失效數(shù)據(jù)首先被替換，然后再替換掉最近未使用的數(shù)據(jù)。

Memcached特征：

協(xié)議簡(jiǎn)單
   它是基于文本行的協(xié)議，直接通過(guò)telnet在memcached服務(wù)器上可進(jìn)行存取數(shù)據(jù)操作
基于libevent事件處理
    Libevent是一套利用C開(kāi)發(fā)的程序庫(kù)，它將BSD系統(tǒng)的kqueue,Linux系統(tǒng)的epoll等事件處理功能封裝成一個(gè)接口，與傳統(tǒng)的select相比，提高了性能。
內(nèi)置的內(nèi)存管理方式
    所有數(shù)據(jù)都保存在內(nèi)存中，存取數(shù)據(jù)比硬盤(pán)快，當(dāng)內(nèi)存滿后，通過(guò)LRU算法自動(dòng)刪除不使用的緩存，但沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)的容災(zāi)問(wèn)題，重啟服務(wù)，所有數(shù)據(jù)會(huì)丟失。
分布式
   各個(gè)memcached服務(wù)器之間互不通信，各自獨(dú)立存取數(shù)據(jù)，不共享任何信息。服務(wù)器并不具有分布式功能，分布式部署取決于memcache客戶端。

Memcached安裝與啟動(dòng)：
安裝memcached需要先安裝libevent

安裝memcached

啟動(dòng)memcached
Shell>/usr/local/memcached/bin/memcached –p 11211 –d –u root –P /tmp/memcached.pid



在64位系統(tǒng)中，會(huì)報(bào)libevent-1.4.so.2文件無(wú)法找到，解決辦法是把32位目錄里的同名文件鏈接至64位目錄中，即像windows那樣建立快捷方式。
Shell > /usr/local/lib/libevent-1.4.so.2 /usr/lib64/libevent-1.4.so.2
啟動(dòng)后如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有端口在監(jiān)聽(tīng)，是因?yàn)槊鼊?dòng)命令時(shí)帶pid參數(shù)的“p”是大寫(xiě)“P”，你可能寫(xiě)成小寫(xiě)了。

命令行直接操作命令

存，有六個(gè)命令項(xiàng)。


取，有兩個(gè)命令項(xiàng)：



刪除，一個(gè)命令：


實(shí)例操作：
先連接到memcache



在入數(shù)據(jù)



回車后系統(tǒng)自動(dòng)保存，并返回正常值STORED
存入命令格式為
<command> <key> <flags> <exptime> <bytes> \r\n
注意在設(shè)定bytes字節(jié)后，存入的值的長(zhǎng)度一定要與之匹配，否則無(wú)法保存成功，像liuguohua字段為21字節(jié)，所以存入的369369.blog.51cto.com長(zhǎng)度為21（總計(jì)為21個(gè)數(shù)字或字母）。


取數(shù)據(jù)

回車后，第一行返回VALUE liuguohua 0 21
第二行，返回真正值369369.blog.51cto.com



Memcached的內(nèi)存算法：

Memcached利用slab allocation機(jī)制來(lái)分配和管理內(nèi)存，它按照預(yù)先規(guī)定的大小，將分配的內(nèi)存分割成特定長(zhǎng)度的內(nèi)存塊，再把尺寸相同的內(nèi)存塊分成組，數(shù)據(jù)在存放時(shí)，根據(jù)鍵值 大小去匹配slab大小，找就近的slab存放，所以存在空間浪費(fèi)現(xiàn)象。

傳統(tǒng)的內(nèi)存管理方式是，使用完通過(guò)malloc分配的內(nèi)存后通過(guò)free來(lái)回收內(nèi)存，這種方式容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片并降低操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的管理效率。



Memcached的緩存策略：

Memcached的緩存策略是LRU（最近最少使用）加上到期失效策略。當(dāng)你在memcached內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，你有可能會(huì)指定它在緩存的失效時(shí)間，默認(rèn)為永久。當(dāng)memcached服務(wù)器用完分配的內(nèi)時(shí)，失效的數(shù)據(jù)被首先替換，然后也是最近未使用的數(shù)據(jù)。在LRU中，memcached使用的是一種Lazy Expiration策略，自己不會(huì)監(jiān)控存入的key/vlue對(duì)是否過(guò)期，而是在獲取key值時(shí)查看記錄的時(shí)間戳，檢查key/value對(duì)空間是否過(guò)期，這樣可減輕服務(wù)器的負(fù)載。

Memcached的分布式算法：
當(dāng)向memcached集群存入/取出key/value時(shí)，memcached客戶端程序根據(jù)一定的算法計(jì)算存入哪臺(tái)服務(wù)器，然后再把key/value值存到此服務(wù)器中。也就是說(shuō)，存取數(shù)據(jù)分二步走，第一步，選擇服務(wù)器，第二步存取數(shù)據(jù)。



分布式算法(Consistent Hashing)：

選擇服務(wù)器算法有兩種，一種是根據(jù)余數(shù)來(lái)計(jì)算分布，另一種是根據(jù)散列算法來(lái)計(jì)算分布。
余數(shù)算法：
先求得鍵的整數(shù)散列值，再除以服務(wù)器臺(tái)數(shù)，根據(jù)余數(shù)確定存取服務(wù)器，這種方法計(jì)算簡(jiǎn)單，高效，但在memcached服務(wù)器增加或減少時(shí)，幾乎所有的緩存都會(huì)失效。
散列算法：
先算出memcached服務(wù)器的散列值，并將其分布到0到2的32次方的圓上，然后用同樣的方法算出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的鍵的散列值并映射至圓上，最后從數(shù)據(jù)映射到的位置開(kāi)始順時(shí)針查找，將數(shù)據(jù)保存到查找到的第一個(gè)服務(wù)器上，如果超過(guò)2的32次方，依然找不到服務(wù)器，就將數(shù)據(jù)保存到第一臺(tái)memcached服務(wù)器上。如果添加了一臺(tái)memcached服務(wù)器，只在圓上增加服務(wù)器的逆時(shí)針?lè)较虻牡谝慌_(tái)服務(wù)器上的鍵會(huì)受到影響。



Memcache的管理與性能監(jiān)控：

可以通過(guò)命令行直接管理與監(jiān)控也可通過(guò)nagios,cacti等web軟件進(jìn)行監(jiān)控
命令行：

其它常用軟件使用：

Web軟件：


Memcached與redis比較：



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