本文隶属于专题系列: Memcached详解系列

Memcached是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,是基于存储键/值对的hashmap,由C编写,但客户端可以通过memcached协议使用任何语言来编写。

在我个人看来Memcached是一个纯粹的缓存系统,所有的数据都保存在内存中,没有持久化功能。当内存被释放如重启、操作系统重启时全部数据都会消失,正因为功能简单纯粹本身为缓存而设计所以它的性能是非常高的。当存储数据时内存达到指定容量后会基于LRU算法来删除缓存数据。

下面是memcached的一些特点:

  • 因为数据都是存储在内存中,所以memcached对内存的要求较高,但对cpu要求较低。当服务器资源紧张时我们可以考虑把它和一些cpu要求高但内存要求低的应用部署在一起。
  • memcached是集中式的缓存,它本身并不支持集群或分布式,这部分功能通常都是与客户端结合来完成(客户端路由,hash算法)。
  • 因为它的集群路由功能需要由客户端来完成,所以客户端需要注意一致性hash的问题。
  • 基于socket通讯,底层由NIO实现,中间会有序列化操作。
  • 内存分配使用区、块的方式(slab,page,chunk),单个对象最大支持1M,采用预先分配机制,以page为单位。
  • 缓存的机制比较简单,实际上是两次hash值算法,一次定位机器(实例),一次定位数据。
  • 上面说到memcached要与客户端结合才能实现分布式,所以它的客户端十分重要,可以由各种语言实现,只要支持socket通信即可。

一些典型的应用场景:

小数据对象的缓存、数据库查询结果缓存、web应用中的session缓存、消息缓存等等。

Memcached的安装

memcached是基于libevent事件处理的,所以在安装memcached之前需要先安装libevent。

这里我就偷下懒直接用ubuntu的apt-get命令安装了,由它自动解决依赖问题,比较省事,但缺点是软件源中的版本可能会比较旧:

sudo apt-get memcached

验证是否安装成功:

liyd@ubuntu:~$ memcached -h
memcached 1.4.14
.....

image

安装成功会出现memcached的版本信息及一堆的命令参数说明。如果是由手动方式安装,可能需要进入memcached目录然后再 ./memcached -h

启动服务:

liyd@ubuntu:~$ memcached -d -m256 -p11211 -uliyd

这里设置以守护进程方式运行,内存为256M,端口11211,以用户liyd运行。

连接服务端,比较简单,直接用telnet就行:

liyd@ubuntu:~$ telnet localhost 11211

存储一个数据:

set liyd 1 0 10
helloworld
STORED

使用set命令

liyd是key

1表示数据类型,可以随便设置一个,但必须是数字才行

0是有效时间,设置0表示永久有效

10表示存储数据的长度,必须正确,不然会导致存储失败

回车后敲入数据helloworld,再回车显示STORED即表示存储成功。

set命令不管何种情况都会进行数据的存储,与之对应的还有add和replace等命令,add只能添加不存在的key,而replace则只能替换已经存在的key。

获取数据:

get liyd
VALUE liyd 1 10
helloworld
END

用get命令跟上数据的key即可,可以看到返回数据的同时返回了数据类型和数据的长度。

还有一个常用的gets命令,在返回时会有版本号:

gets liyd
VALUE liyd 1 10 2
helloworld

下面是一些常用的参数,摘自网上,某些参数的默认值可能会因为版本的不同而有所变化,更多具体内容将在后面讲解。

-p <num>      监听的TCP端口(默认: 11211)
-U <num>      监听的UDP端口(默认: 11211, 0表示不监听)
-s <file>     用于监听的UNIX套接字路径(禁用网络支持)
-a <mask>     UNIX套接字访问掩码,八进制数字(默认:0700)
-l <ip_addr>  监听的IP地址。(默认:INADDR_ANY,所有地址)
-d            作为守护进程来运行。
-r            最大核心文件限制。
-u <username> 设定进程所属用户。(只有root用户可以使用这个参数)
-m <num>      所有slab class可用内存的上限,以MB为单位。(默认:64MB)
              (译者注:也就是分配给该memcached实例的内存大小。)
-M            内存用光时报错。(不会删除数据)
-c <num>      最大并发连接数。(默认:1024)
-k            锁定所有内存页。注意你可以锁定的内存上限。
              试图分配更多内存会失败的,所以留意启动守护进程时所用的用户可分配的内存上限。
              (不是前面的 -u <username> 参数;在sh下,使用命令"ulimit -S -l NUM_KB"来设置。)
-v            提示信息(在事件循环中打印错误/警告信息。)
-vv           详细信息(还打印客户端命令/响应)
-vvv          超详细信息(还打印内部状态的变化)
-h            打印这个帮助信息并退出。
-i            打印memcached和libevent的许可。
-P <file>     保存进程ID到指定文件,只有在使用 -d 选项的时候才有意义。
-f <factor>   不同slab class里面的chunk大小的增长倍率。(默认:1.25)
              (译者注:每个slab class里面有相同数量个slab page,每个slab page里面有chunk,且在当前slab class内的chunk大小固定。
              而不同slab class里的chunk大小不一致,具体差异就是根据这个参数的倍率在增长,直到分配的内存用尽。)
-n <bytes>    chunk的最小空间(默认:48)
              (译者注:chunk数据结构本身需要消耗48个字节,所以一个chunk实际消耗的内存是n+48。)
-L            尝试使用大内存页(如果可用的话)。提高内存页尺寸可以减少"页表缓冲(TLB)"丢失次数,提高运行效率。
              为了从操作系统获得大内存页,memcached会把全部数据项分配到一个大区块。
-D <char>     使用 <char> 作为前缀和ID的分隔符。
              这个用于按前缀获得状态报告。默认是":"(冒号)。
              如果指定了这个参数,则状态收集会自动开启;如果没指定,则需要用命令"stats detail on"来开启。
-t <num>      使用的线程数(默认:4)
-R            每个连接可处理的最大请求数。
-C            禁用CAS。
-b            设置后台日志队列的长度(默认:1024)
-B            绑定协议 - 可能值:ascii,binary,auto(默认)
-I            重写每个数据页尺寸。调整数据项最大尺寸。

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