memcache

 

Memcached原理（http://www.cnblogs.com/caoxiaojian/p/5715568.html）

Memcache是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统，通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表，它能够用来存储各种格式的数据，包括图像、视 频、文件以及数据库检索的结果等。简单的说就是将数据调用到内存中，然后从内存中读取，从而大大提高读取速度（即用于在动态应用中减少数据库负载，提升访 问速度）。

   Memcached是以守护进程方式运行于一个或多个服务中，随时会接收客户端的连接和操作。

   Memcached是一种无阻塞的socket通信方式服务，基于libevent库，由于无阻塞通信，对内存读写速度非常之快。

   Memcached分服务器端和客户端，可以配置多个服务器端和客户端，应用于分布式的服务非常广泛。

  Memcached是键值一一对应，key默认最大不能超过256个字 节，value默认大小是1M，也就是一个slabs，如果要存2M的值（连续的），不能用两个slabs，因为两个slabs不是连续的，无法在内存中 存储，故需要修改slabs的大小，多个key和value进行存储时，即使这个slabs没有利用完，那么也不会存放别的数据。

Memcached特点（）

1、高性能

 无论哪一种数据库dbms(mysql,oracle,mssql,db2,Postgres等等)，再怎么优化，最终也避不开与慢速的存储介质（硬 盘、磁带）进行数据交换，但往往一旦涉及到了存储介质的io操作，存取性能就会急剧下降。memcached，顾名思义，它的全部操作自始至终都是在内存 中进行的，所以存取数据的效率非常高。

   通常情况下，大型网站对于数据库的操作都会做优化。通常的手段有两种：

       

a、读写数据分离，采用主/辅库的方式，来分散数据库的压力，提高查询速度。

 b、按照业务特点横向或者纵向分割数据库。简单来讲，就是大库变小库，大表变小表，来提高数据库访问的效率。一般来讲，一个数据库具有很多表或者一张表有N多的记录，都会明显的降低数据库的服务能力，比如mysql数据库单表记录达到2000万条左右（笔者以前的工作经验），性能会下降到几乎无法忍受。

  数据库会在以下情况下会出现访问瓶颈：

    a、事务操作

       企业级的数据库（比如mysql的innodb模式）都支持事务操作。由于事务具有原子性，事务中涉及的数据表在运行过程中将会加锁。在这种情况下，访问这些表的数据会出现延迟。

    b、数据更新

       数据库中任何的表在数据更新过程中，同样会被加锁。在这种情况下，也会出现上面同样的结果。

2、分布式

    一种计算机硬件的配置方式和相应的功能配置方式。它是一种多处理器的计算机系统，各处理器通过互连网络构成统一的系统。系统采用分布式计算结构，即把原来 系统内中央处理器处理的任务分散给相应的处理器，实现不同功能的各个处理器相互协调，共享系统的外设与软件。这样就加快了系统的处理速度，简化了主机的逻 辑结构。

memcache的分布式特性主要表现在两个方面：

    a.memcache客户端mc和服务器端ms可以单独安装在任何独立server上。

     当然部署在同一台server上也没问题，甚至于一台机器上可以部署n个memcached。

     b.memcache服务器端ms可以安装在任意数量的server上，提供并行存储和计算的能力。

        这是分布式特性的本质体现。ms可以形成任意多台server组成的集群，为mc提供服务。

Memcached工作机制（）

Memcached 是以守护程序方式运行于一个或多个服务器中，随时接受客户端的连接操作，客户端可以由各种语言编写，目前已知的客户端 API 包括 Perl/PHP/Python/Ruby/Java/C#/C 等等。客户端首先与 Memcached 服务建立连接，然后存取对象。每个被存取的对象都有一个唯一的标识符 key，存取操作均通过这个 key 进行，保存的时候还可以设置有效期。保存在 Memcached 中的对象实际上是放置在内存中的，而不是在硬盘上。Memcached 进程运行之后，会预申请一块较大的内存空间，自己进行管理，用完之后再申请一块，而不是每次需要的时候去向操作系统申请。Memcached将对象保存在 一个巨大的Hash表中，它还使用NewHash算法来管理Hash表，从而获得进一步的性能提升。所以当分配给Memcached的内存足够大的时候， Memcached的时间消耗基本上只是网络Socket连接了。

        Memcached按照LRU方式调度数据。LRU是Least Recently Used的缩写，即最近最少使用页面置换算法，是为虚拟页式存储管理服务的。LRU算法在实际的工作环境中会与操作系统相关，所现在都使用X64位系统。

 

Memcached删除机制（）

Memcached并没有过期监控，它是标记删除，只要内存没有被重复使用，即使过期了，数据也会存在于内存之中，只是在get时检测过期时间，如果当前时间大于有效期，就直接返回false。

Memcached应用场景

1、分布式应用。

   由于memcached本身基于分布式的系统，所以尤其适合大型的分布式系统。

2、数据库前段缓存。

   数据库常常是网站系统的瓶颈。数据库的大并发量访问，常常造成网站内存溢出。当然我们也可以使用Hibernate的缓存机制。但memcached是基于分布式的，并可独立于网站应用本身，所以更适合大型网站进行应用的拆分。

3、服务器间数据共享。

      举例来讲，我们将网站的登录系统、查询系统拆分为两个应用，放在不同的服务器上，并进行集群，那这个时候用户登录后，登录信息如何从登录系统服务器同步 到查询系统服务器呢？这时候，我们便可以使用memcached，登录系统将登录信息缓存起来，查询系统便可以获得登录信息，就像获取本地信息一样。

不适合应用的场景：

1、缓存的数据量比较小。

2、缓存的数据需要持久化。

Memcached优点

1、提高系统的并发能力

2、减轻数据库的负担

这 两种用途其实非常容易理解。由于memcached高性能，所以可以同时服务于更多的连接，大大提高了系统的并发处理的能力。另外，memcached通 常部署在业务逻辑层（前台应用）和存储层（主指数据库）之间，作为数据库和前台应用的数据缓冲，因此可以快速的响应前端的请求，减少对数据库的访问。

redis和memcached的区别（总结） 

1、Redis和Memcache都是将数据存放在内存中，都是内存数据库。不过memcache还可用于缓存其他东西，例如图片、视频等等；

2、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，hash等数据结构的存储；

3、虚拟内存--Redis当物理内存用完时，可以将一些很久没用到的value 交换到磁盘；

4、过期策略--memcache在set时就指定，例如set key1 0 0 8,即永不过期。Redis可以通过例如expire 设定，例如expire name 10；

5、分布式--设定memcache集群，利用magent做一主多从;redis可以做一主多从。都可以一主一从；

6、存储数据安全--memcache挂掉后，数据没了；redis可以定期保存到磁盘（持久化） 读取方面尤其是针对批量读取性能方面memcached占据优势。当然redis也有他的优点，如持久性、支持更多的数据结构。 所以在选择方面如果有持久方面的需求或对数据类型和处理有要求的应该选择redis；

7、灾难恢复--memcache挂掉后，数据不可恢复; redis数据丢失后可以通过aof恢复；

8、Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份；

9、应用场景不一样：Redis出来作为NoSQL数据库使用外，还能用做消息队列、数据堆栈和数据缓存等；Memcached适合于缓存SQL语句、数据集、用户临时性数据、延迟查询数据和session等。