Memcached学习笔记 — 第一部分:Memcached基础

 

     本文是基于网上资料和自己的理解整理的学习笔记，中间涉及的网络资料，我在文档后的参考统一列举。如果我的某些理解有误，望谅解，并希望得到你的回复。

 

什么是 memcached

在许多高并发的应用中，把业务数据保持久化 ( 保存到数据库，磁盘文件或其它 ) 后，应用从持久化设备中读取数据并在浏览器中显示，随用户量，数据量增大，访问的集中，会出现持久化设备负担过重（典型的就是数据库），影响应用响应速度，应用延迟严重等重大问题。典型的应用就是 WEB 应用中的高并发网站。

这时候应用就需要一种缓存机制来提高并发读取速度的性能 ， memcached 能在大中型系统中提供优秀的缓存服务。 memcached 是高性能的分布式内存缓存服务器。一般的使用目的是，通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态 Web 应用的速度、提高可扩展性。

memcached 是以 LiveJournal 旗下 Danga Interactive 公司的 Brad Fitzpatric 为首开发的一款软件。现在已成为 mixi 、 hatena 、 Facebook 、 Vox 、 LiveJournal 等众多服务中提高 Web 应用扩展性的重要因素。

官方网站： http://memcached.com

 

Memcached 的原理和功能如下图：

 

 这图片是网上找的，后面有引用地址，画的很贴切，本想自己画个，但是想了下，自己画来也差不多，就懒了。。。

 

 

memcached 特点

协议简单

memcached 的服务器客户端通信并不使用复杂的 XML 等格式， 而使用简单的基于文本行的协议。因此，通过 telnet 也能在 memcached 上保存数据、取得数据。下面是官方的例子：

 

$ telnet localhost 11211

Trying 127.0.0.1...

Connected to localhost.localdomain (127.0.0.1).

Escape character is '^]'.

set foo 0 0 3     （保存命令）

bar               （数据）

STORED            （结果）

get foo           （取得命令）

VALUE foo 0 3     （数据）

bar               （数据）

协议文档位于 memcached 的源代码内，也可以参考以下的 URL 。

http://code.sixapart.com/svn/memcached/trunk/server/doc/protocol.txt

命令介绍请参考后续介绍

 

基于 libevent 的事件处理

libevent 是个程序库，它将 Linux 的 epoll 、 BSD 类操作系统的 kqueue 等事件处理功能 封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥 O(1) 的性能。 memcached 使用这个 libevent 库，因此能在 Linux 、 BSD 、 Solaris 等操作系统上发挥其高性能。 关于事件处理这里就不再详细介绍，可以参考 Dan Kegel 的 The C10K Problem 。

libevent: http://www.monkey.org/~provos/libevent/

The C10K Problem: http://www.kegel.com/c10k.html

内存缓存机制

为了提高性能， memcached 中保存的数据都存储在 memcached 内置的内存存储空间中。 由于数据仅存在于内存中，因此重启 memcached 、重启操作系统会导致全部数据消失。 另外，内容容量达到指定值之后，就基于 LRU(Least Recently Used) 算法自动删除不使用的缓存。 memcached 本身是为缓存而设计的服务器，因此并没有过多考虑数据的永久性问题。 关于内存缓存机制和模型请参考后续介绍。

 

客户端实现分布式

memcached 尽管是 “ 分布式 ” 缓存服务器，但服务器端并没有分布式功能。 各个 memcached 不会互相通信以共享信息。那么，怎样进行分布式呢？ 这完全取决于客户端的实现。本连载也将介绍 memcached 的分布式。