Memcached全面剖析

一、Memcached的简介

1.memcached是什么

memcached是高性能的分布式内存缓存服务器。一般使用使用目的是，通过缓存数据查询结果，来减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度，提高可扩展性！

2.memcached的特征

(1)协议简单

(2)基于libevent的事件处理

(3)内置内存存储方式

(4)memcached不互相通信的分布式

3.memcached的安装、启动

(1)安装

$ wget http://www.danga.com/memcached/dist/memcached?1.2.5.tar.gz
$ tar zxf memcached?1.2.5.tar.gz
$ cd memcached?1.2.5
$ ./configure
$ make

$ make install

(2)启动

$ /usr/local/bin/memcached p 11211 m 64m vv

这里使用的 memcached 启动选项的内容如下。
p ：使用的 TCP 端口。默认为 11211
m ：最大内存大小。默认为 64M
vv：用 very vrebose 模式启动，调试信息和错误输出到控制台
d ：作为 daemon 在后台启动

二、Memcached的基础知识

1.保存数据

add : add key flag expiretime 字节长度

replace:replace key flag expiretime 字节长度

set: set key flag expiretime 字节长度

2.获取数据

获取一个键的值：get key

获取多个键的值：get key1 key2

3.删除数据

delete key

4.append(在当前值的后面追加)

append key flag expiretime 字节数

5.prepend(在当前值的前面添加)

prepend key flag expiretime 字节数

三、理解Memcached的内存结构

1.Slab Allocation机制：整理内存以便重复使用
Slab Allocator的基本原理是按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块，以完全解决内存碎片问题。
Slab Allocator分配的内存不会被释放，可以重复使用。
2.主要术语
Page:分配给Slab的内存空间，默认是1MB。分配给Slab之后根据slab的大小切分成chunk。
Chuck：用于缓存记录的内存空间。
Slab Class：特定大小的chunk的组。

3.Slab Allocator的缺点
由于它分配的是特定大小的内存，会造成内存的浪费；

4.使用Growth Factor进行调优
memcached 在启动时指定 Growth Factor 因子（通过?f 选项），就可以在某种程度上控制 slab 之间的差异。
默认值为 1.25。
5.查看memcached的内部状态
stats、stats slabs、stats items
6.查看slabs的使用状况
可通过memcached-tool脚本很方便的查看slab的使用状态；

四、Memcached的删除机制和发展方向
1.LRU：从缓存中有效删除数据的原理
LRU：Least Recently Used 最近最少使用的；

五、Memcached的分布式算法
1.memcached的分布式算法

memcached保存数据时，当key产地给客户端程序库后，客户端会根据相应的算法指定对应的服务器。然后再进行保存。
当get数据时，由于使用key保存，使用的算法相同，所以找到的服务器也是之前保存数据的那台服务器。从而实现分布式。

2、分布式算法
(1)余数算法
根据服务器台数的余数来进行分散！该算法的分散性非常优秀！只是当添加新的服务器时，缓存重组的代价比较大，余数就会发生变化，就无法获取与保存时相同的服务器了，从而影响命中率。
(2)散列算法
首先求出memcached服务器的hash值，并将其配置到0~2^32的圆上。然后用同样的方法求出存储数据的键的hash值，并映射到圆上。然后从数据映射到的位置开始顺时针查找，将数据保存到找到的第一个服务器上。如果超过2^32仍然找不到服务器，就会保存到第一台memcached服务器上。散列算法最大限度的抑制了key的重新分布。

六、Memcached的应用和兼容程序

1.通过daemontools启动
当出现memcached突然死掉的情况，可通过该工具进行自动启动！