分布式缓存Memcache和Redis

引言

        针对于如今计算机的CPU和网络设施，相应用程序来说，运行效率的瓶颈。已经不是代码的长度(实现同一个功能)和带宽了，而是，代码訪问资源的过程。即：让我们的程序慢下来的罪魁祸首就是IO操作。

       程序从硬盘上读取数据是一个很花费时间的操作，由于我们如今所使用的硬盘是机械式的，你想机械的执行速度和电的速度，那是一个级别上的选手吗？

       为了解决程序的瓶颈，人们提出了一种想法：使用空间换取时间。程序訪问硬盘用的时间长。那就让数据放到内存中，让程序訪问内存，这样不就节省了时间。这样确实剩下了我们程序获取数据时的等待时间，可是。我们的内存却是被占用了。

       我们大家都知道，内存这个资源对于计算机来说，是很紧缺和有限的(就那么多)，假设我们计算机的内存资源都被这些数据使用了。那么一定会影响我们程序的执行的，你想。假设此时程序再须要一片内存空间的话，计算机会有什么反应，不用说，一定进行虚拟内存处理，虚拟内存是什么？硬盘上的空间。你看，我们费了半天劲又绕到了这个瓶颈，这不得不偿失嘛。

       当然。上面的那种情况是程序和缓存数据共用一个计算机的内存。假设。这个程序使用的人少。那么程序和缓存数据在一个计算机上仅仅有积极的影响，没有负面的影响，可是，假设我们程序推广出去了，并且被全部人所接受，致使我们server每一分钟都有10万用户的訪问量。此时，上述的那种情况就会严重影响程序的效率了。

为了解决上述的问题，于是出现了分布式缓存。硬盘上的数据。缓存在别的计算机(不是程序执行的计算机)的内存上，并且。能够缓存的计算机的个数不止一个，能够是n个。这个就是本篇博客的主要内容：分布式缓存Memcache(主讲)和Redis(做个简单介绍)

操作流程

        下载Memcache服务端；启动服务；下载.net平台的驱动；应用程序中加入驱动的引用；编敲代码

详细操作(Memcache)

        下载Mecachedserver(win版)。安装并启动server。

打开命令窗体。切换到memcached文件文件夹，然后。输入：memcached.exe –d install和memcached.exe –d start。此时安装并启动了服务。引入对应的驱动(dll)

        编程代码例如以下：

        staticvoidMain(string[] args)

        {

            //组成memcache集群

            //string[]servers = { "127.0.0.1:11211","10.0.9.20:11211" };集群

            string[]servers = { "127.0.0.1:11211" };

            //初始化对象池

            SockIOPool pool = SockIOPool.GetInstance();

            //SockIOPoolpool = SockIOPool.GetInstance("test1");

           

           pool.SetServers(servers);

           pool.InitConnections = 3;

           pool.MinConnections = 3;

           pool.MaxConnections = 5;

           pool.SocketConnectTimeout = 1000;

           pool.SocketTimeout = 3000;

           pool.MaintenanceSleep = 30;

           pool.Failover = true;

           

           pool.Nagle = false;

            //生成对象

           pool.Initialize();

            //client实例

            MemcachedClient mc = new MemcachedClient();

            //不压缩

           mc.EnableCompression = false;

            //mc.PoolName= "test1";//获得指定对象池的对象

           mc.Set("key1","Value1",DateTime.Now.AddMinutes(10));

            objectobj = mc.Get("key1");

            Console.WriteLine(obj);

            Console.ReadKey();

        }

集群问题

Memcache存储数据的原理

        先把key做一个哈希算法，得到哈希值；哈希值除以memcacheserver个数，取余，得出存放数据的server

一致性哈希原理

        暂时添加一个memcacheserver，则之前key-value存放的server就会发生变化。此时取之前的值就会出现故障；此时，我们能够使用一致性哈希原理：每一个server相应的是一段值，此时添加一个server。出现错误的概略会降低，可是，没有办法根治

内存存储管理

内存分配

        Memcache把内存分成大小不同的块。当数据来了后，找到一个最小匹配上块。来存储数据

内存使用

        採用CAS(CAS: ClientAssessService)协议，而不是採用锁，解决多并发訪问题

        client读取数据时。获得一个CAS-ID。当写入缓存前，先检查clientCAS-ID和server端CAS-ID(最后一个client訪问时的CAS-ID)是否同样，同样。能够改动。否则，不同意改动，这个和我们使用的版本号控制的原理大致是一样的

内存回收

Lazy Expiration(惰性检測)

        当用户通过key获取数据时才检查数据是否过期。最长过期时间为30d

LRU(Least RecentlyUsed)

        算法：最近最少使用算法。

闲置内存—》过期内存—》最少使用

Memcache和Redis的差别

       都是分布式缓存；官方提供Linux版，但都不提供win版；都能够实现集群的，仅仅只是。Memecache是在client设置，而Redis是在server端设置。Memcache提供的存储类型单一。Redis提供的类型比較丰富。提供了非常多种语言的驱动。

总结

       Memcache和Redisserver都是分布式缓存思想的详细化，使用他们，能够使我们的web应用程序高效的被很多其它的用户使用。