Memcached

Memcached 是高性能的分布式内存缓存服务器  它通过缓存数据库查询结果，减少数据库的访问次数，以提高动态Web的访问速度，提高扩展性。Memcached的API使用32位的循环冗余校验计算机键值后，将资料分散到不同的服务器上，当表格满了以后，接下来新增的资料以LRU机制替换掉，Memached基于一个存储键/值对的hashmap。其守护进程是用c写的，但是客户端可以用任何语言来编写，并通过memcached协议与守护进程通信。

 

Memcached分布式算法

A  余数哈希  根据服务器余数的台数进行哈希，求得键的哈希值，再处理服务器的台数，根据余数选择服务器。

    缺点 ;当添加或者移除服务器时，缓存重组的代价太大

B 一致性哈希：一致性哈希是将整个哈希值空间组织在一个虚拟的圆环上，如假设某哈希值是0-（2^32-1）（即哈希值是一个32位的无符号整型），这个哈希空间为环，然后让每台继器上占一个扇形空间，

 

Consistent Hashing算法

Consistent Hashing算法描述如下：首先求出memcached服务器节点的哈希值，并将其分配到0~2^32的圆上，这个圆我们可以把它叫做值域，然后用同样的方法求出存储数据键的哈希值，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0~2^32仍找不到，就会保存在第一台memcached服务器上：

memcachd基本原理

再抛出上面的问题，如果新添加或移除一台机器，在consistent Hashing算法下会有什么影响。上图中假设有四个节点，我们再添加一个节点叫node5:

添加了node节点之后

node5被放在了node4与node2之间，本来映射到node2和node4之间的区域都会找到node4，当有node5的时候，node5和node4之间的还是找到node4，而node5和node2之间的此时会找到node5，因此当添加一台服务器的时候受影响的仅仅是node5和node2区间。

 

1. 1.   Memcached的数据清除算法？

LRU。每个slab会维护一个队列，刚插入的数据在队头，经常get的数据也会移动到队头，这样较老或者访问较少的数据相对都留在队尾。该算法从队尾开始淘汰。当slab分配不到足够的内存时，首先会检查队尾是否有过期数据。如果有的话会直接将其覆盖为新的对象，如果没有，会开始淘汰队尾的对象。

 

Slab是一个内存块，它是memcached一次申请内存的最小单位。Slab的大小固定为1M（1048576 Byte），一个slab由若干个大小相等的chunk组成。每个chunk中都保存了一个item结构体、一对key和value。

 

 

 Memcached工作流程

先检查客户端的请求是否在memcached中，如有，直接把请求数据返回，不再对数据库进行操作，如果请求数据不在memcached中，就去数据库中查，把从数据库中获取的数据返回客户端，同时把数据缓存一份到Memcached中；每次更新数据库时同时更新memcached的数据，保持一致性，当分配给memcached内存空间用完后，会使用LRU算法加上到期失效策略，失效数据首先被替换，然后是替换最近未使用的数据。

Memcached和Redis的区别

1 Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供string  list  set  zest  hash等数据结构的存储。memcache支持简单的数据类型  String

2 Redis支持数据的备份，即master-salver模式的数据备份

3 Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存到磁盘中，重启的时候可以再次加载使用，而Memcached把数据全部缓存到内存之中

4 redis的速度要比memcached快的多

5 Memcached是多线程，非阻塞IO复用的网络  Redis使用单线程的IO复用模型。

 

 小结：，有持久化需求或者对数据结构和处理有高级要求的应用，选择redis，其他简单的key/value存储，选择memcached。对于两者的选择需要要看具体的应用场景，如果需要缓存的数据只是key-value这样简单的结构时，则还是采用memcache，它也足够的稳定可靠。如果涉及到存储，排序等一系列复杂的操作时，毫无疑问选择redis。