深入理解Memcached：内存存储与分布式算法

"这是一份深入讲解Memcached的教程，涵盖了从基础概念到高级特性的全方位解析，由长野雅广、前坂徹撰写，并由charlee翻译为中文。书中详细介绍了如何安装和使用Memcached，以及其内存存储机制、删除策略和分布式算法等核心知识点。" Memcached是一种高性能的分布式内存对象缓存系统，常用于减轻数据库的负载，提高Web应用的响应速度。它的主要特征包括简单的协议、基于libevent的事件处理、内置内存存储和无中心的分布式架构。 1. **基础篇** - **什么是Memcached？** 它是一个内存键值对存储系统，用于临时存储数据，减少对数据库的访问。 - **协议简单**：使用文本协议，易于理解和实现客户端。 - **事件处理**：基于libevent库，实现非阻塞I/O，提高效率。 - **内存存储**：所有数据都存储在内存中，提供高速访问。 - **分布式**：每个节点独立工作，无需服务器间通信，实现横向扩展。 2. **内存存储篇** - **Slab Allocation**：为避免内存碎片，采用预分配内存块的策略，分为多个Slabs，每个Slab管理特定大小的对象。 - **术语**：包括Item（存储的键值对）、Chunk（Slab中的最小分配单位）等。 - **原理**：新数据按大小分配到相应Slab，内存高效复用。 - **缺点**：可能导致内存利用率不均，优化可通过调整Growth Factor进行。 - **查看状态**：通过命令行工具检查Slabs的使用情况。 3. **删除机制与发展方向** - **数据删除**：Memcached使用惰性过期（LazyExpiration），数据不会立即删除，只有在需要时才清理。 - **LRU（Least Recently Used）**：当内存满时，根据最近最少使用的数据进行淘汰。 - **最新发展**：包括支持二进制协议，减少网络传输开销，以及外部引擎支持，扩展存储能力。 4. **分布式算法篇** - **分布式**：通过一致性哈希（Consistent Hashing）等策略，使数据分布均匀，减少因节点变化引起的键值映射变动。 - **Cache::Memcached**：使用余数散列策略，简单但可能导致热点问题。 - **ConsistentHashing**：通过虚拟节点和环形空间，实现更平滑的添加和移除节点。 这份教程详尽地阐述了Memcached的核心技术，适合开发者深入理解和优化使用。无论是初学者还是经验丰富的运维人员，都能从中受益，提升对Memcached的理解和应用水平。