memcached原理详述及配置

风起漂泊

　　如果一个网站流量很大，则查询数据库将会耗费大量时间。如果将经常查询的的数据和对象缓存到内存中，则需要查询数据库时，直接返回内存中缓存的数据。这中静态化方式则会高效很多。分布式缓存系统是为了解决数据库服务器和web服务器直接的瓶颈。其中memcached是一个开源、高性能、分布式的内存对象缓存系统。主要通过在内存中缓存数据和对象减轻数据库的负载来加速动态web程序。内存中缓存的数据通
　　过API的方式被存取，数据就像一张大的HASH表，以键-值对方式存在。
　　

　　

　　

　　读取
　　执行读取操作的顺序是从 Web 层获取请求（需要执行一次数据库查询）并检查之前在缓存中存储的查询结果。如果我找到所需的值，则返回它。如果未找到，则执行查询并将结果存储在缓存中，然后再将结果返回给 Web 层。
　　写入
　　将数据写入到数据库中时，首先需要执行数据库写入操作，然后将之前缓存的任何受此写入操作影响的结果设定为无效。此过程有助于防止缓存和数据库之间出现数据不一致性。
　　
　　Memcached采用client/server架构，服务端启动守护进程，等待clent请求到达，采用异步I/O，使用libevenet作为事件通知机制。可以建设多个服务端协同工作，但这些服务端之间并不通信，每个server端对自己的数据进行管理，客户端制定server端IP和端口进行通信。缓存在内存中的数据并不会同步到磁盘上，因此，重启后缓存的数据就会丢失。当缓存数据的总大小达到初始设置值时，就会使用LRU算法删除不用的缓存。
　　

　　

Memcached采用slaballocation机制分配和管理内存，其原理是将内存分割成各种尺寸的块chunk，Chunk就是用来存储key-value数据的最小单位,把尺寸相同的块分成组（slab class） ，每个slab class的大小可以在memcached启动时制定GrowethFactor控制，默认值为1.25。这些内存块不会释放，可重复利用。


可同过以下命令看到slab class生成过程：
#/usr/local/memcached/bin/memcached -d -f 1.25 -n 50 -vvv -u nobody
slabclass   1: chunk size       104 perslab   10082
slabclass   2: chunk size       136 perslab    7710
slabclass   3: chunk size       176 perslab    5957
slabclass   4: chunk size       224 perslab    4681
slabclass   5: chunk size       280 perslab    3744
slabclass   6: chunk size       352 perslab    2978
slabclass   7: chunk size       440 perslab    2383
slab class   8: chunk size       552 perslab    1899
slabclass   9: chunk size       696 perslab    1506
slabclass  10: chunk size       872 perslab    1202
slabclass  11: chunk size      1096 perslab     956
slabclass  12: chunk size      1376 perslab     762
slabclass  13: chunk size      1720 perslab     609
slabclass  14: chunk size      2152 perslab     487
slabclass  15: chunk size      2696 perslab     388
slabclass  16: chunk size      3376 perslab     310
slabclass  17: chunk size      4224 perslab     248
slabclass  18: chunk size      5280 perslab     198
slabclass  19: chunk size      6600 perslab     158
slabclass  20: chunk size      8256 perslab     127
slabclass  21: chunk size     10320 perslab     101
slabclass  22: chunk size     12904 perslab      81
slabclass  23: chunk size     16136 perslab      64
slabclass  24: chunk size     20176 perslab      51
slabclass  25: chunk size     25224 perslab      41
slabclass  26: chunk size     31536 perslab      33
slabclass  27: chunk size     39424 perslab      26
slabclass  28: chunk size     49280 perslab      21
slabclass  29: chunk size     61600 perslab      17
slabclass  30: chunk size     77000 perslab      13
slabclass  31: chunk size     96256 perslab      10
slabclass  32: chunk size    120320 perslab       8
slabclass  33: chunk size    150400 perslab       6
slabclass  34: chunk size    188000 perslab       5
slabclass  35: chunk size    235000 perslab       4
slabclass  36: chunk size    293752 perslab       3
slabclass  37: chunk size    367192 perslab       2
slabclass  38: chunk size    458992 perslab       2
slabclass  39: chunk size    573744 perslab       1
slabclass  40: chunk size    717184 perslab       1
slabclass  41: chunk size   1048576 perslab       1