Memcached 介绍

1、Memcached简介

　　Memcached是国外社区网站LiveJournal的开发团队开发的高性能分布式内存缓存服务器。一般的使用目的是，通过缓存数据库查询结果，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特点

• 基于C/S架构，协议简单
• 基于libevent的事件处理机制
• 自主内存存储处理
• 基于客户端的Memcached分布式
• 自主内存存储方式
• 数据存储方式：Slab Allocation
• 数据过期方式：Lazy Expiration + LRU

说明：

　　Slab Allocation

　　Slab Allocation 的原理是将分配的内存分割成各种尺寸的块（chunk），并把尺寸相同的块分成组（chunk 的集合），如图

另外slab allocator 还有重复使用已分配的内存功能。即分配到的内存不会释放，而是重复利用。但这也可能会导致不能有效的使用分配的内存。

　　Lazy Expiration
　　Memcached内部不会监视记录是否过期，而是在get时查看记录的时间戳，检查记录是否过期。这种技术成为lazy expiration。Memcached不会在过期监视上浪费CPU时间。
　　LRU
　　Memcached会优先使用已超时的记录空间，但即使如此，也会发生追加新纪录时空间不足的情况。这时需要使用Least Recently Used（LRU）机制，删除最近最少使用的记录方式来分配空间。

3、Memcachedz配置

　　Memcached服务器在启动时需要对关键的参数进行配置，参数及作用如下：

1. -p <num> Memcached的TCP监听端口，缺省配置为11211；
2. -U <num> Memcached的UDP监听端口，缺省配置为11211，为0时表示关闭UDP监听；
3. -s <file> Memcached监听的UNIX套接字路径；
4. -a <mask> 访问UNIX套接字的八进制掩码，缺省配置为0700；
5. -l <addr> 监听的服务器IP地址，默认为所有网卡；
6. -d 为Memcached服务器启动守护进程；
7. -r 最大core文件大小；
8. -u <username> 运行Memcached的用户，如果当前为root的话需要使用此参数指定用户；
9. -m <num> 分配给Memcached使用的内存数量，单位是MB；
10. -M 指示Memcached在内存用光的时候返回错误而不是使用LRU算法移除数据记录；
11. -c <num> 最大并发连数，缺省配置为1024；
12. -v –vv –vvv 设定服务器端打印的消息的详细程度，其中-v仅打印错误和警告信息，-vv在-v的基础上还会打印客户端的命令和相应，-vvv在-vv的基础上还会打印内存状态转换信息；
13. -f <factor> 用于设置chunk大小的递增因子；
14. -n <bytes> 最小的chunk大小，缺省配置为48个字节；
15. -t <num> Memcached服务器使用的线程数，缺省配置为4个；
16. -L 尝试使用大内存页；
17. -R 每个事件的最大请求数，缺省配置为20个；
18. -C 禁用CAS，CAS模式会带来8个字节的冗余；

4、Memcached与redis对比

1. 性能对比：由于Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一个核上Redis在存储小数据时比Memcached性能更高。而在100k以上的数据中，Memcached性能要高于Redis，虽然Redis最近也在存储大数据的性能上进行优化，但是比起Memcached，还是稍有逊色。
2. 内存使用效率对比：使用简单的key-value存储的话，Memcached的内存利用率更高，而如果Redis采用hash结构来做key-value存储，由于其组合式的压缩，其内存利用率会高于Memcached。
3. Redis支持服务器端的数据操作：Redis相比Memcached来说，拥有更多的数据结构和并支持更丰富的数据操作，通常在Memcached里，你需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去。这大大增加了网络IO的次数和数据体积。在Redis中，这些复杂的操作通常和一般的GET/SET一样高效。

　　总之Redis支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

5、Memcached适用场景

1. 访问频繁的字典数据
2. 大量的hot数据（热门数据缓存）
3. 页面缓存（web站常用）
4. 搜索的查询条件和结果（热门搜索的内容缓存起来）
5. 临时处理数据（不需要入库，排重）