許多web應用程式都將資料儲存到rdbms中，應用伺服器從中讀取資料並在瀏覽器中顯示。但隨著資料量的增大，訪問的集中，就會出現rebms的負擔加重，資料庫響應惡化，**顯示延遲等重大影響。memcached是高效能的分布式記憶體快取伺服器。一般的使用目的是通過快取資料庫查詢結果，減少資料庫的訪問次數，以提高動態web應用的速度、提高擴充套件性。如圖：
memcached 的特點：
memcached 作為高速執行的分布式快取伺服器具有以下特點。
協議簡單：memcached 的伺服器客戶端通訊並不使用複雜的mxl等格式，而是使用簡單的基於文字的協議。
基於libevent 的事件處理：libevent 是個程式庫，他將linux 的epoll 、bsd類作業系統的kqueue 等時間處理功能封裝成統一的介面。 memcached使用這個libevent庫，因此能在linux、bsd、solaris等作業系統上發揮其高效能。
內建記憶體儲存方式：為了提高效能，memcached中儲存的資料都儲存在memcached內建的記憶體儲存空間中。由於資料僅存在於記憶體中，因此重啟memcached，重啟作業系統會導致全部資料消失。另外，內容容量達到指定的值之後memcached回自動刪除不適用的快取。
memcached 不互通訊的分布式：memcached儘管是「分布式」快取伺服器，但伺服器端並沒有分布式功能。各個memcached不會互相通訊以共享資訊。他的分布式主要是通過客戶端實現的。
memcached 的記憶體管理
最近的memcached 預設情況下採用了名為slab allocatoion的機制分配，管理記憶體。在改機制出現以前，記憶體的分配是通過對所有記錄簡單地進行malloc 和free來進行的。但是這中方式會導致記憶體碎片，加重作業系統記憶體管理器的負擔。
slab allocator的基本原理是按照預先規定的大小，將分配的記憶體分割成特定長度的塊，已完全解決記憶體碎片問題。slab allocation 的原理相當簡單。將分配的記憶體分割成各種尺寸的塊（chucnk），並把尺寸相同的塊分成組（chucnk 的集合）如圖：
而且slab allocator 還有重複使用已分配記憶體的目的。也就是說，分配到的記憶體不會釋放，而是重複利用。
slab allocation 的主要術語
page :分配給slab 的記憶體空間，預設是1mb。分配給slab 之後根據slab 的大小切分成chunk.
chunk : 用於快取記錄的記憶體空間。
slab class:特定大小的chunk 的組。
在slab 中快取記錄的原理
memcached 根據收到的資料的大小，選擇最合適資料大小的slab (圖2) memcached 中儲存著slab內空閒chunk的列表，根據該列表選擇chunk,然後將資料快取於其中。
memcached 在資料刪除方面有效裡利用資源
memcached 刪除資料時資料不會真正從memcached 中消失。memcached不會釋放已分配的記憶體。記錄超時後，客戶端就無法再看見該記錄（invisible 透明），其儲存空間即可重複使用。
lazy expriation memcached 內部不會監視記錄是否過期，而是在get時檢視記錄的時間戳，檢查記錄是否過期。這種技術稱為lazy expiration.因此memcached 不會再過期監視上耗費cpu時間。
lru:從快取中有效刪除資料的原理 :memcached 會優先使用已超時的記錄空間，但即使如此，也會發生追加新紀錄時空間不足的情況。此時就要使用名為least recently used (lru)機制來分配空間。這就是刪除最少使用的記錄的機制。因此當memcached 的記憶體空間不足時（無法從slab class）獲取到新空間時，就從最近未使用的記錄中搜尋，並將空間分配給新的記錄。
memcached 分布式
memcached 雖然稱為「分布式「快取伺服器，但伺服器端並沒有「分布式」的功能。memcached的分布式完全是有客戶端實現的。現在我們就看一下memcached 是怎麼實現分布式快取的。
例: 下面假設memcached伺服器有node1～node3三颱，應用程式要儲存鍵名為「tokyo」「kanagawa」「chiba」「saitama」「gunma」 的資料。
同樣，「kanagawa」「chiba」「saitama」「gunma」都是先選擇伺服器再儲存。
接下來獲取儲存的資料。獲取時也要將要獲取的鍵「tokyo」傳遞給函式庫。函式庫通過與資料儲存時相同的演算法，根據「鍵」選擇伺服器。使用的演算法相同，就能選中與儲存時相同的伺服器，然後傳送get命令。只要資料沒有因為某些原因被刪除，就能獲得儲存的值。
這樣，將不同的鍵儲存到不同的伺服器上，就實現了memcached的分布式。 memcached伺服器增多後，鍵就會分散，即使一台memcached伺服器發生故障無法連線，也不會影響其他的快取，系統依然能繼續執行。
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