memcache原理

memcache是一個免費開源的、高性能的、具備分佈式內存對象的緩存系統，經過減輕數據庫負載加速動態web應用，提升訪問網站的相應速度。memcache將常常存取的數據以key-value的方式緩存在內存中。

memcache和數據庫的協做過程：

    一、客戶端發送請求到memcache服務器上，memcache檢查請求的數據是否存在memcache上，若是存在，直接將數據返回給客戶端

    二、若是數據不在memcache上，memcache會去查詢數據庫，數據庫會將數據返回給客戶端，同時將數據緩存一份到memcache上

    三、每次數據庫數據更新時會同時更新memcache中的數據，保持數據一致

    四、當memcache的內存空間用完時，會使用LRU算法，替換掉最近最少使用的key/value。

memcache的工做過程

memcache是採用C/S架構，服務端啓動服務守護進程，監聽在指定的IP和端口上，一直處於等待客戶端鏈接的狀態。多個服務端能夠協同工做，但各個服務器之間不通訊，也不共享任何信息，經過對客戶端的設計，讓memcache能支持大規模緩存。

數據是以key/value的方式保存在memcache的內存中，因此存取速度快，但在服務器重啓後內存中的數據就會消失。

memcache的內存分配和管理

memcache使用slab allocation機制來分配和管理內存。按照預先規定的大小，將分配給memcache的內存分割成不一樣長度的內存塊組，其中長度相同的爲一組，這些內存塊不會被釋放。

  優勢：能夠重複利用

  缺點：可能會形成內存浪費，如將一個100字節的數據存入一個200字節長度的內存塊時，會有100字節內存被浪費掉

  解決辦法：在啓動memcache時指定「-f」選項，控制不一樣內存塊組之間的長度梯度，默認爲1.25。

memcache的刪除機制

在向memcache中存數據時，能夠指定數據的過時時間，當數據過時時，客戶端不能經過key取出它的值，其存儲空間將被從新使用。但memcache不會監控存入的數據是否過時，而是在獲取key值時檢查其是否過時，採用這樣的策略不會在過時檢測上浪費cpu資源。

memcache在分配空間時，會優先使用已通過期的key/value空間，但內存空間被佔滿時，memcache會使用LRU算法來分配空間，刪除最近最少使用的數據，將空間分配給新的數據。若是不想使用LRU算法，能夠在啓動memcache時使用‘-M’參數，這樣當內存耗盡時，會返回一個報錯信息。

多memcache服務器協同工做

有多個memcache服務器時，客戶端上有服務器列表信息，當客戶端要存入數據時，客戶端先根據必定的分佈式算法肯定要將數據存入哪一個服務器上。當獲取數據時，客戶端根據相同的算法肯定數據所在的服務器，再到該服務器上獲取數據。

優勢：將不一樣數據分散保存在不一樣的服務器上，當一臺服務器發生故障時，只是這臺服務器上的數據沒法訪問，其餘服務器上的數據不受影響

客戶端上常見的分佈式算法

    一、餘數分佈算法：先求得鍵的整數散列值，而後除以服務器臺數，根據餘數肯定數據存放在哪臺服務器上。

    優勢：計算簡單，效率高

    缺點：當服務器增長或減小時，會致使全部緩存失效

    二、一致性散列算法：先算出memcache服務器節點的散列值，並將其分配到0到2^32的圓上，而後算出數據的鍵的散列值並映射到圓上，從數據映射的位置開始順時針查找，將數據保存在查找到的第一個服務器上。

    優勢：當服務器數量發生變化時，影響範圍較小，能夠最大限度地減小緩存的失效量。

memcache安裝注意：

    一、要先安裝libevent

    二、將/usr/local/lib加入到/etc/ld.so.conf中

[root@lzs ~]#echo "/usr/local/lib" >> /etc/ld.so.conf
[root@lzs ~]#ldconfig

啓動memcache

/usr/local/bin/memcached -m 20m -p 11211 -d -u root -P /var/run/memcached.pid -c 1024

-m	指定分配給memcache的內存大小
-p	指定memcache監聽的tcp端口（默認11211）
-d	做爲守護進程在後臺運行
-u	指定運行memcache的用戶
-P	指定pid文件
-c	指定memcache最大併發鏈接的數量（默認1024）

啓動後可使用telnet鏈接測試