深入解析memcached：内存存储与分布式算法

"《memcached全面剖析》由长野雅广和前坂徹著，charlee译，深入解析了memcached的工作原理、内存管理、删除机制以及分布式算法等核心概念。" **第1章 memcached的基础** memcached是一种高性能、分布式内存对象缓存系统，用于在动态系统中减少数据库负载，提升应用性能。它通过将数据存储在内存中，快速响应来自客户端的请求。memcached的主要特征包括： 1. **协议简单**：它使用一个简单的文本协议，易于实现和使用。 2. **基于libevent的事件处理**：利用libevent库来处理网络事件，实现非阻塞I/O，提高并发能力。 3. **内置内存存储方式**：所有数据都存储在内存中，不涉及磁盘操作，访问速度极快。 4. **分布式**：memcached节点之间不互相通信，分布式部署是通过客户端来实现的。 安装memcached包括编译和启动两个步骤，启动后，客户端可以通过指定的端口与服务器建立连接，使用各种命令进行数据的存取和删除操作。 **第2章 理解memcached的内存存储** memcached使用**Slab Allocation**机制来管理内存，避免内存碎片。每个Slab包含多个Chunk，Chunk大小固定，按需分配。当键值对大小不同时，会尽可能地匹配到相近大小的Slab，以提高内存利用率。 **Slab Allocation缺点**： - 内存利用率可能不高，因为每个Slab只能存储固定大小的数据。 - 如果数据大小与Slab大小不匹配，可能导致空闲空间或内存浪费。 **Growth Factor**是调整Slab大小增长的策略，可以优化内存分配。 通过`stats`命令，可以查看memcached的内部状态，包括Slab的使用情况，帮助分析和优化系统性能。 **第3章 memcached的删除机制和发展方向** memcached的删除机制采用**LazyExpiration**，即数据不会立即从缓存中移除，而是在下次访问时检查其过期时间。这提高了缓存命中率，但可能导致过期数据的延迟清除。 **Least Recently Used (LRU)** 是memcached用来决定何时删除数据的策略，优先移除最近最少使用的数据。 memcached的发展方向包括支持**二进制协议**，提高效率，减少网络传输开销，以及**外部引擎支持**，允许使用不同的持久化存储策略，提供更灵活的数据管理。 **第4章 memcached的分布式算法** memcached的分布式是通过客户端计算键的哈希值，然后确定数据存储在哪个服务器上。然而，这种简单的哈希策略可能导致数据分布不均匀。 **Consistent Hashing** 是解决这个问题的一种方法，它通过虚拟节点和一致性哈希算法确保数据在添加或移除服务器时，只影响一小部分键的映射，从而保持数据分布的稳定性。 总结来说，《memcached全面剖析》这本书深入探讨了memcached的核心机制，对于理解memcached的运作原理，优化其性能以及掌握分布式缓存的使用具有极大的价值。