Memcache技术精华

基本介绍下memcache 

 它是一个一个高性能的分布式内存对象缓存系统。
 端口号 11211
 目前被许多网站使用以提升网站的访问速度，尤其对于一些大型的、 
 需要频繁访问数据库的网站访问速度提升效果十分显著
 根据一个sql取出的数据，把sql取出的数据，给缓存到memcache里面，
 当下次再操作该sql语句的时候，则直接从memcache里面获取

 memcache客户端mc和服务器端ms可以单独安装在任何独立server上。
 跟mysql比较一下
 
  它是一个c/s架构

mysql的数据是存在磁盘的 memcache存在内存里

mysql的数据存储是，由数据库，数据表，数据的记录，

存储数据是按照表的结构进行存储的。

memcache的数据存储格式是：key/value的格式，来存储的，
相当于在内存里面有一张两列的哈希表。类似于php的里面的关联数组

memcache细节讨论

  1、缓存周期（有效期）
缓存周期的设置有两种方式：
如果缓存周期设置为0表明此数据永不过期

第一种使用：秒数，最大不能超过30天，即2592000秒，

第二种使用：使用时间戳，该时间戳是到的哪个时间点。比如我们要把一个数据缓存60天，
$mem->add($key,$value,0,time()+60*24*3600)

 2、 惰性删除，
就是说，缓存的数据，到期后，不会自动删除，当get数据的时候，查看有没有到期，如果到期了，则再删除该数据。
  memcache不会开启进程来监视键是否过期，省memcache的资源，也省cpu.

 3、Least Recently Used（LRU）
最近 最少使用原则，
当前存储的数据的在memcache里面空间已经占满后，则memcache会把不活跃（get或set次数比较少的）的数据（不管是否到期）清除，让新的数据给存储进来。

 4、安全性

memcache定位就是做数据的缓存的，不是数据的持久存储的，因此没有做一些用户的验证，目的提高连接速度，发挥自己的独特功能。

memcahe该软件本身没有提供一些安全机制，如果要限制使用，则只能在操作系统的层面来解决，比如window系统、安装防火墙的软件，在linux下面使用iptables,seclinux(安全机制)

 5、memcache比较适合于存储哪些数据。
存储的数据的特点：
  访问比较频繁，
安全性不高，丢失无所谓，
修改比较频繁的数据，比如一些用户的在线状态。

 6、不适合应用的场景：
  1、缓存的数据量比较小。
2、缓存的数据需要持久化。

memcache实现原理

1、访问数据的速度比传统的关系型数据库要快，因为Oracle、MySQL这些传统的关系型数据库为了保持数据的持久性，数据存放在硬盘中，IO操作速度慢

2、memcache的数据存放在内存中同时意味着只要memcache重启了，数据就会消失

3、既然memcache的数据存放在内存中，那么势必受到机器位数的限制，32位机器最多只能使用2GB的内存空间,要使用更多内存，可以分多个端口开启多个Memcached进程。
  64位机器可以认为没有上限。

4、memcache采用的内存分配方式是固定空间分配

1、memcache将内存空间分为一组slab

2、每个slab下又有若干个page，每个page默认是1M，如果一个slab占用100M内存的话，那么这个slab下应该有100个page

3、每个page里面包含一组chunk，chunk是真正存放数据的地方，同一个slab里面的chunk的大小是固定的

4、应该可以理解为什么memcache存放的value大小是限制的，因为一个新数据过来，slab会先以page为单位申请一块内存，申请的内存最多就只有1M，所以value大小自然不能大于1M了

5、memcache的内存分配chunk里面会有内存浪费，88字节的value分配在128字节（紧接着大的用）的chunk中，就损失了30字节，但是这也避免了管理内存碎片的问题

6、memcache的LRU算法不是针对全局的，是针对slab的

总结memcache的特性和限制

1、memcache中可以保存的item数据量是没有限制的，只要内存足够


2、memcache单进程在32位机中最大使用内存为2G，64位机则没有限制。


3、Key最大为250个字节，超过该长度无法存储


4、单个item最大数据是1MB，超过1MB的数据不予存储


5、memcache服务端是不安全的，比如已知某个memcache节点，可以直接telnet过去，并通过flush_all让已经存在的键值对立即失效//这个不太懂 抽时间实践


6、不能够遍历memcache中所有的item，因为这个操作的速度相对缓慢且会阻塞其他的操作


8、memcache设置添加某一个Key值的时候，传入expiry为0表示这个Key值永久有效，这个Key值也会在30天之后失效


数据在内存中失效后，并不会立马被删除，只有在下次get时候，系统才会将其删除。
memcache可以因此，被一些未被及时删除的数据占满空间。
加之LRU淘汰机制，永久数据如果很少被访问的话，在内存空间被占满的情况下，再有新数据被缓存，则永久数据，就有可能被删除

PHP的memcache客户端所有方法总结

 memcache::add 

添加一个值，如果已经存在，则返回false 


 memcache::addServer

添加一个可供使用的服务器地址 


 memcache::close

关闭一个memcache对象 


 memcache::connect

创建一个memcache对象 

memcache::decrement

对保存的某个key中的值进行减法操作
 
 memcache::delete

删除一个key值 


 memcache::flush

清除所有缓存的数据 
实际上没有释放资源，它仅仅将所有的缓存标记为过期，这样可以使新的缓存来覆盖被占的内存空间。


 memcache::get

获取一个key值 


 memcache::getServerStatus

获取运行服务器的参数 
成功返回服务器状态，服务器没有启动会返回0，其他数字的时候表示服务器是启动状态的。


 memcache::getStatus

返回服务器的一些运行统计信息
 
 memcache::getVersion

返回运行的memcache的版本信息 


 memcache::increment

对保存的某个key中的值进行加法操作 


 memcache::pconnect

创建一个memcache的持久连接对象 


 memcache::replace

对一个已有的key进行覆写操作 


 memcache::set 
添加一个值，如果已经存在，则覆写 
 
 Memcache是以守护进程方式运行于一个或多个服务中，随时会接收客户端的连接和操作。


 Memcached是一种无阻塞的socket通信方式服务，基于libevent库，由于无阻塞通信，对内存读写速度非常之快