Memcache 基础原理

数据存储：键值对存储方式。

内存处理的算法：本质就是一个大的哈希表。key最大长度是255个字符。

内存模型：Memcache预先将可支配的内存空间进行分区（Slab），每个分区里再分成多个块（Chunk）大小1MB，但同一个分区里：块的长度（bytes）是固定的。

插入数据：查找适合自己长度的块，然后插入，会有内存浪费。LRU,闲置>过期  >最少访问   

惰性删除：它并没有提供监控数据过期的机制，而是惰性的，当查询到某个key数据时，如果过期那么直接抛弃。

集群搭建原理：Memcache服务器端并没有提供集群功能，但是通过客户端的驱动程序实现了集群配置。

客户端实现集群的原理：首先客户端配置多台集群机器的ip和端口的列表。然后客户端驱动程序在写入之前，首先对key做哈希处理得到哈希值后对总的机器的个数进行取余然后就选择余数对应的机器。key最大250个字符，item最大1MB，当然key/item最好都别太大，最长过期时间是30天

         Memcache预先将可支配的内存空间进行分区（Slab），每个分区里再分成多个块（Chunk），但同一个分区里：块的长度（bytes）是固定的。将记录从Memcache删除后，已经分配的内存（即Chunk），也不会被释放，而是会重复利用，这样就彻底解决了内存碎片的问题Memcache采用“惰性”方式来应对记录的超期问题

CAS的基本原理：Memcached于1.2.4版本新增CAS协议,类同于Java并发包中CAS(Compare and Set)原子操作,用来处理同一item被多个线程更改过程的并发问题。基本原理非常简单,简而言之就是”版本号”.每个存储的数据对象都有一个版本号.在Memcached中,每个key关联有一个64bit长度的long型唯一数值,表示该key对应value的版本号。这个数值由Memcached产生,从1开始,且同一Memcached不会重复,在两种情况下这个版本数值会加,即新增与更新,而删除item版本值不会减小。

我们可以从下面的例子来理解：

如果不采用CAS，则有如下的情景：

第一步，A取出数据对象X；

第二步，B取出数据对象X；

第三步，B修改数据对象X，并将其放入缓存；

第四步，A修改数据对象X，并将其放入缓存。

我们可以发现，第四步中会产生数据写入冲突。

如果采用CAS协议，则是如下的情景。

第一步，A取出数据对象X，并获取到CAS-ID1；

第二步，B取出数据对象X，并获取到CAS-ID2；

第三步，B修改数据对象X，在写入缓存前，检查CAS-ID与缓存空间中该数据的CAS-ID是否一致。结果是“一致”，就将修改后的带有CAS-ID2的X写入到缓存。

第四步，A修改数据对象Y，在写入缓存前，检查CAS-ID与缓存空间中该数据的CAS-ID是否一致。结果是“不一致”，则拒绝写入，返回存储失败。