深入解析memcached：原理与分布式算法

"该文档是关于memcached的详细介绍，涵盖了其基本原理、内存存储机制、删除策略以及分布式算法，特别是对一致性哈希算法的应用。作者包括长野雅广、前坂徹，由charlee翻译。" **memcached基础** memcached是一种高性能、分布式的内存对象缓存系统，用于减轻数据库负载，提升应用性能。它的特性包括： 1. **协议简单**：采用简单的文本协议，易于实现客户端。 2. **基于libevent的事件处理**：利用libevent库实现非阻塞I/O，高效处理网络事件。 3. **内置内存存储方式**：所有数据都存储在内存中，提供高速访问。 4. **分布式**：各实例之间不互相通信，通过客户端实现分布式存储。 5. **安装与启动**：包括memcached的安装步骤和启动方法。 **memcached的内存存储** memcached使用**Slab Allocation**机制来管理内存，将内存分为多个Slabs，每个Slab内再细分为固定大小的Chunk，便于存储不同大小的对象。这种方式减少了内存碎片，但可能导致部分空间浪费。通过调整Growth Factor可以优化内存分配。 **删除机制与发展方向** 1. **LazyExpiration**：数据不是立即删除，而是在下次访问时才失效，节省了资源。 2. **Least Recently Used (LRU)**：当内存满时，使用LRU策略淘汰最近最少使用的数据。 3. **二进制协议**：memcached后续发展引入了二进制协议，提高效率，减少带宽使用。 4. **外部引擎支持**：为了扩展功能，memcached计划支持外部存储引擎，提供更灵活的数据持久化和存储策略。 **分布式算法** 1. **分布式**：memcached的分布式架构允许数据分散到多台服务器上。 2. **余数计算分散**：客户端通过键的哈希值对服务器数量取余来决定数据存储位置，但会导致数据分布不均。 3. **一致性哈希（Consistent Hashing）**：解决传统哈希导致的热点问题，通过虚拟节点和哈希环实现更均匀的数据分布，支持动态添加或删除服务器。 memcached通过其独特的设计和算法，提供了一个高效、可扩展的缓存解决方案。理解其工作原理和优化策略对于充分利用这个工具至关重要。