互聯(lián)網(wǎng)上的應用、網(wǎng)站，隨著用戶的增長，功能的增強，會導致服務器超載，響應變慢等問題。緩存技術(shù)是減輕服務器壓力、加快服務響應時間、提升用戶體驗的有效途徑。Memcached是非常流行的緩存系統(tǒng)，這里介紹對Memcached的安裝、設定，以及在集群環(huán)境下的使用。
Memcached簡介
Memcached是一個開源、高性能、分布式的內(nèi)存緩存系統(tǒng)，用于加速動態(tài)網(wǎng)站的訪問，減輕數(shù)據(jù)庫負載。
Memcached使用了Slab Allocator的機制分配、管理內(nèi)存，解決了內(nèi)存碎片的問題。
Memcached雖然可以在多線程模式下運行，但線程數(shù)通常只需設定為與CPU數(shù)量相同，這一點與Nginx的設定類似。
Memcached使用
安裝:
在CentOS下使用下面的命令安裝：
sudo yum install memcached
啟動：
memcached -m 100 -p 11211 -d -t 2 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid
-m 指定使用的內(nèi)存容量，單位MB，默認64MB。
-p 指定監(jiān)聽的TCP端口，默認11211。
-d 以守護進程模式啟動。
-t 指定線程數(shù)，默認為4。
-c 最大客戶端連接數(shù)，默認為1024。
-P 保存PID文件。
關閉：
kill `cat /tmp/memcached.pid`
測試：
使用telnet連接memcached服務。
telnet localhost 11211
存儲命令格式：
set foo 0 0 4 abcd STORED <command name> <key> <flags> <exptime> <bytes> <data block> <command name> set, add, replace等 <key> 關鍵字 <flags> 整形參數(shù)，存儲客戶端對鍵值的額外信息，如值是壓縮的，是字符串，或JSON等 <exptime> 數(shù)據(jù)的存活時間，單位為秒，0表示永遠 <bytes> 存儲值的字節(jié)數(shù) <data block> 存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)容
讀取命令格式：
get foo VALUE foo 0 4 abcd END <command name> <key> <command name> get, gets。gets比get多返回一個數(shù)字，這個數(shù)字檢查數(shù)據(jù)有沒有發(fā)生變化，當key對應的數(shù)據(jù)改變時，gets多返回的數(shù)字也會改變。 <key> 關鍵字 返回的數(shù)據(jù)格式： VALUE <key> <flags> <bytes>
CAS(checked and set)：
cas foo 0 0 4 1 cdef STORED cas <key> <flags> <exptime> <bytes> <version> 除最后的<version>外，其他參數(shù)與set, add等命令相同，<version>的值需要與gets獲取的值相同，否則無法更新。 incr, decr可對數(shù)字型數(shù)據(jù)進行原子增減操作。
全局統(tǒng)計信息
stats STAT pid 10218 STAT time 1432611519 STAT curr_connections 6 STAT total_connections 9 STAT connection_structures 7 STAT reserved_fds 10 STAT cmd_get 5 STAT cmd_set 1 STAT cmd_flush 0 STAT cmd_touch 0 STAT get_hits 3 STAT get_misses 2 STAT delete_misses 0 STAT delete_hits 0 ... END
Memcached集群
Memcached本身不做任何容錯處理，對故障節(jié)點的處理方式完全取決于客戶端。對Memcached的客戶端來說，不能使用普通的哈希算法（哈希取模）來尋找目標Server，因為這樣在有緩存節(jié)點失效時，會導致大面積緩存數(shù)據(jù)不可用。如下圖：
當Server3失效后，客戶端需要根據(jù)可用Server數(shù)量重新計算緩存的目標Server，這時，Key的哈希值為10的數(shù)據(jù)被指定為由Server1維護，這時原本Server2上可用的緩存也無效了。
一致性哈希算法
一致性哈希算法解決了在動態(tài)變化的緩存環(huán)境中，定位目標Server的問題，通常的實現(xiàn)可將它想像成一個閉合的環(huán)形。如下圖：
當有節(jié)點失效時，不會影響到正常工作的緩存服務器，只有原本分配到失效節(jié)點的緩存會被重新分配到下一個節(jié)點。如下圖：
