Memcached分布式缓存

概念

Memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于在动态应用中减少数据库负载，提升访问速度。

具有以下特点：

.协议简单：

使用简单的基于文本行的协议，没有使用复杂的XML协议。因此，通过telnet也能在memcached上存取数据；

.基于libevent的事件处理：

Libevent 是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能网络库，主要有以下几个亮点：事件驱动（ event-driven），高性能;轻量级，专注于网络，不如 ACE 那么臃肿庞大；源代码相当精炼、易读；跨平台，支持 Windows、 Linux、 *BSD 和 Mac Os；支持多种 I/O 多路复用技术， epoll、 poll、 dev/poll、 select 和 kqueue 等；支持 I/O，定时器和信号等事件；注册事件优先级。

.内置内存存储方式：

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 近期最少使用算法)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。

.服务端互不相通信的分布式

每个服务器端都是独立存在的，他们相互之间没有通讯，数据的分布存储完全取决于客户端的实现。memcached的集群非常简单，我们的应用程序只需要将数据请求给 memcached客户端，在memcached客户端中会通过一个分布式算法（一致性Hash算法）从memcached服务器列表中计算一个 memcached服务器的地址（如果是读请求，则根据Key在分布式算法中得到缓存有该Key的memcached服务器信息），然后客户端将数据 （Key/Value对）传递给计算出来的memcached服务器（如果是读请求，则从计算出来的memcached服务器中读取含有指定Key的数据）；

核心：分布、存储、删除

1.memcached采用一致性Hash算法来分配缓存数据到服务器集群。具体过程如下：

　　首先构造一个长度为0~2^32（2的32次幂）个的整数环（又称：一致性Hash环），根据节点名称的Hash值将缓存服务器节点放置在这个Hash环中。

　　其次客户端会计算出缓存数据Key值的Hash值，根据计算得到的Hash值对应到Hash环上

　　最后在Hash环上顺时针查找距离这个Key的Hash值最近的缓存服务器节点，完成KEY到服务器的Hash映射查找。

　　如果超过2³²仍然找不到服务器，就会保存到第一台memcached服务器上

　　当增加或减少服务器时，Hash环上的服务器节点会在原来的基础上增加去除，而不是全部重新均匀分布，这样最大限度地减小服务器增减时的缓存重新分布

2.memcached默认情况下采用了名为Slab Allocator的机制分配、管理内存。基本原理是按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块， 以完全解决内存碎片问题。具体如下：

　　Slab Allocator将分配的内存（Page）分割成各种尺寸的块（chunk），并把尺寸相同的块分成组（Slab Class/chunk的集合）来存放缓存数据。

　　Page：分配给Slab的内存空间，默认是1MB。分配给Slab之后根据slab的大小切分成chunk。

　　Chunk：用于缓存记录的内存空间。

　　Slab Class：特定大小的chunk的组。

3.memcached是缓存，所以数据不会永久保存在服务器上。删除机制如下：

　　透明（invisible）：memcached不会释放已分配的内存。记录超时后，客户端就无法再看见该记录，其存储空间即可重复使用。

　　惰性（Lazy Expiration）：memcached内部不会监视记录是否过期，而是在获取时查看记录的时间戳，检查记录是否过期。因此，memcached不会在过期监视上耗费CPU时间。

　　LRU（Least Recently Used）: memcached会优先使用已超时的记录的空间，但即使如此，也会发生追加新记录时空间不足的情况， 此时就要使用LRU机制来分配空间。当memcached的内存空间不足时（无法从slab class 获取到新的空间时），就从最近未被使用的记录中搜索，并将其空间分配给新的记录。

　　PS: memcached启动时通过“-M”参数可以禁止LRU  memcached.exe -M -m 1024 （小写的“-m”选项是用来指定最大内存大小的。不指定具体数值则使用默认值64MB。）  这样，当指定的内存用尽时，不再分配控件 报错。

windows下的安装与VS中的使用

首先是安装服务

1.网上下载 window版 memcached.exe 文件

2.将下载好的exe文件 放到某一个盘符里，方便命令找到

3.打开cmd 打开到存放exe的文件夹下 命令安装运行服务

4.打开任务管理器查看服务是否安装运行

安装好服务之后接下来就是客户端了

1.首先得下载Memcached客户端有.Net版

2.在网站中添加引用

3.配置服务器地址和端口

4.使用memcached存取数据

参考文章（特别给力）：

http://kb.cnblogs.com/page/42731/

http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/3855517.html