Memcached相关内容总结

1.Memcached常用命令总结

Memcached命令格式一般为：

command

其中描述如下：

参数	描述
command	操作命令，一般为set/add/replace/get/delete等
key	缓存的key，Memcache内部限制不能超过250个字符，
flag	标识数据格式，比如JSON、XML等
expiration time	过期时间，单位为s，0为不过期，最好设置过期时间，以免保存大量无效数据，最大过期时间为30天，超过30天则缓存获取不到
bytes	字节数，比如1234，则字节数为4
value	缓存中的值

比如以下命令：

set name 0 0 4 test// key 为name，value为test，字节数4个，缓存不过期

常用命令列表如下：

命令	描述
set	添加或者更新
get	获取数据
add	数据不存在的时候添加
replace	数据存在的时候替换value的值
append	后面追加
prepend	前面追加

2.Memcached主要特征

1.协议简单

server和client的通信并不使用复杂的XML或者json协议，而是使用简单的文本协议和二进制协议

2.内置内存存储方式

Memcached是纯内存存储，不支持持久化，因此当Memcached重启或者机器重启的时候所有数据会丢失。

因此会存在数据重启无法恢复的问题。

3.Memcached使用客户端分布式

Memcached服务端没有分布式的功能，各个实例之间并不会互相通信或者数据共享，因此需要依赖客户端实现分布式。

3.Memcached存在的问题

1.因此会存在数据重启无法恢复的问题  

可以通过配合持久化数据库MemcachedDB使用  

2.无法通过key做范围查询

3.没有提供高可用相关支持，只能通过客户端逻辑来处理，比如写入的时候同时写入主备服务器

4.Memcached内存存储分析

Memcached使用Slab Allocator机制分配和管理内存，这种分配机制可以减少内存碎片的产生，减轻系统管理内存的负担。

Slab Allocator的分配机制其实很简单，就是将内存分割成各种尺寸的内存快（Chunk）并将尺寸相同的内存块分组Slab Class。其中分配的快可以重新利用，不会释放到内存中。

其中分配给Slab Class的内存空间为Page（默认大小为1MB）。

内存分配结构大致如下：

分配的内存快大小目前默认最小内存块为：88Bytes，Growth Factor决定了内存块增长的幅度，默认值为1.25，可以通过启动参数配置。

这种分配方式在一定程度上也会造成内存的浪费，比如要保存100字节的数据的时候，只能放到112Bytes的内存块中，剩余的12Byte内存空间被浪费。

结构中各个部分数量的计算：

Page个数 = 内存总空间 / 1MB

各个Page中Chunk的个数 = 1MB / Chunk的大小

Chunk大小计算 = 初始值 * Growth Factor

当设置缓存的时候，会根据Item的大小来决定保存到那个Slab Class中，其中Item大小为：

key长 + value长度 + 后缀长度 + item长度大小（32个字节）

其中Memcached可以保存的数据Item最大为1MB。

5.Memcached典型问题分析

对于Memcached的使用中一般会出现以下问题：

1. 容量问题

单一节点无法突破内存上限

2. 服务高可用

服务宕机会导致访问全部穿透数据库

3. 扩展问题

无法突破单实例请求峰值

Memcached当达到内存上线的时候，会对内存数据进行垃圾回收，垃圾回收有两种方式：

1.Lazy模式，Memcached不会自动去检查数据的过期情况，而是在查询的时候，检查数据的过期情况，然后对数据进行相应处理。

2.使用LRU算法进行内存垃圾回收（最近最少使用算法）

其中垃圾回收是在Slab Class范围内的，并不是全局的LRU

对于Memcached使用集群的方式，有两种算法来计算缓存落在那一台缓存机器。

方法一： key.hashCode() / 缓存节点个数

缺点：当对分布式缓存中添加、删除或者节点故障剔除操作中，会导致所有的历史数据都无法找到

方法二：使用一致性哈希算法可以解决1中的问题

数据一致性问题怎么解决

key冲突的问题解决

可以使用明明空间，对于不同的系统，使用不同的明明空间，比如前缀：ns_