Memcached 原理和使用详解

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Memcached使用及原理

Memcached使用及原理
Memcached使用及原理
研发管理部 陈海涛 2011-06-10
2014-6-25
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什么是Memcached
Memcached是(运营LiveJournal的技术团队)开发的一套分布式内存对象
缓存系统。常用于减少数据库负载,提升性能。 社区网站主页:/ 开发团队主页:/ 项目主页:/
结果:老数据留在尾部(tail)。
2014-6-25 © 2004 - 2010 UC Mobile
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Set时LRU
set时要为当前key分配内存 先从本slab队尾检查是否有过期数 据,共检查50条。
是否查到过期数据, 查到则淘汰1条后中止。 NO 新分配内存是否OK (是否还有可用内存)? NO 是否设置了-M参数表示不能踢 出有效数据 YES NO YES 内存分配失 败,返回出错 YES
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分布式-客户端实现
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分布式-一致性hash
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内存管理-术语
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常用优化参数
-f <factor> chunk size的增长因子(合理范围 1.05~2,默认:1.25) -t <num> memcached启动的工作线程数,默 认为4,建议不要超过系统CPU的个数。 -I <num>[k|K|m|M] 改变slab page的容量 大小,以调整ITEM容量的最大值,默认为1MB。 不能少于1024bytes(即1K),不能大 于128MB。memcached不推荐大于1MB。

memcached原理

memcached原理

memcached原理Memcached是一种分布式内存对象缓存系统,常常被用于动态Web 应用中减轻数据库负载。

它将数据存储在内存中,并通过哈希算法对其进行管理,应用程序可以直接从内存中读取缓存数据,达到加速访问的目的。

Memcached的运行原理:它使用一个客户端-服务端的架构模型,其中客户端与服务器之间通过TCP/IP协议进行通信。

使用者需要将需要存储的key-value对发送到Memcached服务器,然后服务器将这些数据存储在内存中,当调用者需要获取相应的数据时,直接从内存中读取。

如果数据不存在,Memcached将返回一个空响应。

Memcached的特点:1.高速缓存:Memcached是内存中的缓存系统,访问速度非常快;2.内存管理:Memcached使用LRU算法释放内存中不在使用的数据;3.可扩展:Memcached可以非常容易的扩展。

为什么要使用Memcached?1.加速访问:Memcached非常适合访问频繁但数据变化不步的情况,通过加速访问可以提高网站的响应速度。

2.降低数据库压力:将一部分数据放入Memcached缓存中,当这些数据正在使用时,可以减轻数据库的负载,提高数据库的性能。

3.可扩展性:通过横向扩展,可以使Memcached轻松适应大量数据的存储要求,同时保持高速缓存的性能。

如何使用Memcached?1.安装配置:将Memcached服务器安装在适当的机器上,并根据需要进行相应的配置。

2.使用客户端:可以使用各种语言的客户端库来使用Memcached,包括PHP,Python,Java等。

3.使用API调用:通过API直接从客户端调用Memcached提供的方法来获取需要的数据。

总之,Memcached是一个非常实用的高速缓存系统,可以用于加速Web应用程序的访问,并降低数据库的负载。

它的运行原理简单易懂,安装和配置也非常容易,是一个非常值得使用的缓存系统。

memcached 手册

memcached 手册

memcached 手册Memcached是一个高性能的开源内存对象缓存系统,被广泛地应用于提升网站和应用程序性能。

该手册将介绍Memcached的基本概念、安装配置、常用命令以及最佳实践等关键内容,旨在帮助读者快速了解和使用Memcached。

一、Memcached概述Memcached可以看作是一个分布式的缓存系统,它将数据缓存在内存中,并提供了简单的键值对存取接口。

相比于传统的关系型数据库,Memcached具有更快的读写速度和更高的并发能力,因为它直接操作内存而避免了磁盘I/O。

此外,Memcached采用了多台服务器的分布式架构,能够提供横向扩展的能力。

二、安装与配置1.下载和安装:Memcached可以从官方网站或其他镜像站点下载安装包,并根据相应平台的指引进行安装。

安装完成后,可以通过运行"memcached"命令来启动Memcached服务。

2.配置文件:Memcached的默认配置文件是"memcached.conf",可以通过修改该文件中的参数来调整Memcached的行为。

主要的配置项包括监听端口、最大连接数、内存容量等。

三、常用命令1.存储数据:用"set"命令可以将键值对存入Memcached中,例如:"set key 0 3600 5"表示存储一个key为"key",值为"0",并设置过期时间为3600秒。

如果要存储的值超出了内存容量限制,旧的数据将会被替换。

2.获取数据:用"get"命令可以从Memcached中获取指定键对应的值,例如:"get key"可以获取到之前存储的值。

如果该键不存在,返回结果将是"END"。

3.删除数据:用"delete"命令可以从Memcached中删除指定键对应的值,例如:"delete key"可以删除之前存储的值。

Memcached 原理剖析

Memcached 原理剖析

余问题都解决了,空间利用率会大大提升。
修改 slabs_clsid 函数,让它直接返回一个定值(比如 1 )
unsigned int slabs_clsid(size_t size) {return 1;}
修改slabs_init函数,去掉循环创建所有classid属性的部分,直接添加
slabclaபைடு நூலகம்s[1]:
• 数据存储方式:Slab Allocation • 数据过期方式:Lazy Expiration + LRU
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Memcache原理分析
数据存储方式:Slab Allocation
Slab Alloction 构造图
Slab Allocator的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。
Memcached 入门
作者:
2009-01
Tech Talk 目录索引
Memcache是什么 Memcache,ehcache的比较 Memcache原理分析 Memcache安装和基本配置 Memcache的在大型网站中的使用策略 Memcache的一些经验和技巧 Memcache一致性算法(consistent hasing)
一个id,在数据量非常大的情况下,slab链会很长(因为所有数据都挤在一条
链上了),遍历起来的代价比较高。
前面介绍了三种空间冗余,设置chunk长度等于item长度,解决了第一种空间
浪费问题,不预申请空间解决了第二种空间浪费问题,那么对于第一种问题
(slab内剩余)如何解决呢,这就需要修改POWER_BLOCK常量,使得每一
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Memcache原理分析:

memcached内存分配机制

memcached内存分配机制

师德之光教育的温情与力量演讲稿尊敬的各位领导、亲爱的同事们:大家好!今天,我站在这里,带着满腔的热情和对教育事业的无限敬意,与大家分享一个关于爱与滋养的故事。

在教育的花园里,有这样一位园丁,她用27年的光阴,精心培育着每一棵幼苗,让他们在阳光和雨露中茁壮成长。

她用智慧和爱心,为孩子们驱散寒冷,滋润心灵。

她,就是我们实验小学的阙校长——孩子们心中的天使,家长们眼中的福音,我们实小人的骄傲。

我坚信,师德的光辉应该从教师的一言一行中闪耀;美育的魅力应该从教师的仪表风范中绽放。

美好的理想、美好的情怀、美好的言行和美好的氛围,是学校作为精神家园的应有之义。

阙校长,正是这样一位传递美好的使者。

作为学校主管教学的副校长,她用知性的力量影响着老师们,用人格魅力引导学生成长。

在接触了朱老师的“新教育”理念后,她架起了师生阅读的桥梁,填补了我们民族地区语文教学的空白。

她告诉我们,书籍是有生命和灵性的,阅读是教师和学生的天职。

她倡导的“晨颂”、“午读”、“暮省”阅读方式,让书香溢满校园,让心灵在书海中自由翱翔。

为了激发师生的阅读热情,阙校长亲自组织了“文运茶香”教师读书沙龙,开展了“我的读书故事演讲”等活动,让老师们在书香中找到心灵的慰藉。

同时,她也组织了“学生读书征文”、“经典诵读”、“美文诵读”等活动,让学生在阅读中发现知识的乐趣,培养对书籍的热爱。

阙校长本人也是一位博览群书的学者。

她阅读了苏霍姆林斯基、陶行知等教育大师的著作,重温教育的精髓;她阅读了李镇西、窦桂梅等当代教育家的作品,聆听时代的声音;她阅读了沈从文、彭学明等乡土文学作家的书籍,品味乡土文化的神韵;她阅读了《论语》、《诗经》等古典文学,感受中华文化的魅力。

在她的博客中,有这样的话语:“真正的美好阅读是来自心灵的洗礼,它使人生丰富多彩、妙趣横生,使人生健康圆满,它使我们心情变得温暖而又柔软,纯净而又明媚”。

她用微笑和自信,带着诗情画意,走近学生,走进课堂。

Java开发中的Memcache原理及实现

Java开发中的Memcache原理及实现

Java开发中的Memcache原理及实现作者:jiaxiaoyuan1204整理:chaijunkun来源:/一、概述1. Memcache是什么Memcache(Memcached)是集群环境下的缓存解决方案。

Memcache是的一个项目,最早是为LiveJournal 服务的,目前全世界不少人使用这个缓存项目来构建自己大负载的网站,来分担数据库的压力。

它可以应对任意多个连接,使用非阻塞的网络IO。

它的工作机制是在内存中开辟一块空间,然后建立一个HashTable,Memcached自管理这些HashTable。

Memcache官方网站:/memcached,更多详细的信息可以来这里了解。

2. 为什么会有Memcache和memcached两种名称其实Memcache是这个项目的名称,而memcached是它服务器端的主程序文件名,知道我的意思了吧。

一个是项目名称,一个是主程序文件名,在网上看到了很多人不明白,于是混用了。

3. 如何在Java开发中使用Memcache在Java开发中使用Memcache,一般要用到以下几个程序:1) Memcached该程序用来在Linux或Windows服务器上建立和管理缓存。

其项目网址为:/memcached/。

2) MagentMagent是一款开源的Memcached代理服务器软件,使用它可以搭建高可用性的集群应用的Memcached服务,其项目网址为:/p/memagent/。

3) Memcached客户端程序至于Memcached的客户端程序,一般推荐用memcached client for java,为什么推荐用这种客户端,后面会讲到具体的原因,其项目的网址为:/gwhalin/Memcached-Java-Client/。

4)其它程序i. Libevent在Linux环境下应用Memcache时,Memcache用到了libevent这个库,用于Socket的处理,所以还需要安装libevent。

Memcached分布式缓存简介

Memcached分布式缓存简介

一.什么是MemcachedMemcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,用于动态Web应用以减轻数据库负载。

它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数,从而提供动态、数据库驱动网站的速度。

相信很多人都用过缓存,在.net 中也有内置的缓存机制,还有很多第三方工具如apache,nginx等可以做静态资源的缓存,同时我们也可以制定自己的缓存机制,缓存数据库查询的数据以减少对数据库的频繁操作。

但是很多时候我们总是感觉这些缓存总不尽人意,Memcached可以解决你不少的烦恼问题。

最少在我的学习中解决了我不少问题,所以决定记录下来分享。

Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。

其守护进程是用C写的,但是客户端可以用任何语言来编写(本文使用C#作为例子),并通过memcached协议与守护进程通信。

可能这些东西都太高深了,我们暂不做研究。

二.分布式缓存其实 Memcached作为一个分布式缓存数据服务,但是每个服务之间根本没有进行相互通信,这里可能与我理解的分布式有点区别,可能是我才疏学浅,也可能是每个人思考问题的角度不同。

Memcached 客户端就是通过一种分布式算法将数据保存到不同的Memcached服务器上,将数据进行缓存。

分布式缓存,可以而知memcached可以进行大数据量的缓存。

这点可以弥补我们之前很多人都遇到的将数据缓存到应用服务器上,而且只能缓存少量数据,否则对应用服务器的影响非常大。

Memcached应用机制图:这个图是有点简陋了,但是问题还是能够描述的清楚的,缓存机制的基本原理就是先查询数据保存到memcached中,地址在此请求就直接从Memcached缓存中取数据,这样就可以减少对服务器请求压力。

三.Memcached 特征(1)协议简单: 不使用复杂的xml格式,而是使用文本格式(2)基于libevent的事件处理机制 (不懂)(3)内置内存存储方式: 数据存在在内存中,所以重启机器会导致数据丢失(4)Memcached相互不通信的分布式: Memcached 服务器之间不会进行通信,数据都是通过客户端的分布式算法存储到各个服务器中四.Memcached的安装首先这里是在windows系统上做测试,Memcached在linux等非windows平台上性能会更高。

memcached内存管理与删除机制及服务器实现 -回复

memcached内存管理与删除机制及服务器实现 -回复

memcached内存管理与删除机制及服务器实现-回复memcached是一款高性能的分布式内存对象缓存系统,常用于动态网站的加速和负载均衡。

作为一种缓存系统,它的内存管理和删除机制对于系统的性能和稳定性非常重要。

本文将一步一步回答有关memcached的内存管理与删除机制及服务器实现的内容。

一、memcached的内存管理机制1. 内存分配memcached使用一个内存池来管理内存,即在启动时分配一块可用于缓存的大内存块,然后根据需要将其划分为多个固定大小的内存块,这样可以提高内存使用效率。

在内存分配时,memcached使用slab分配器来实现。

slab分配器将内存块按照不同大小的chunk(或者称为slab class)分成多个组,每个组里的chunk大小都会是这个组的最小chunk大小的倍数。

这种分配方式可以降低内存碎片,提高内存利用率。

2. 内存回收memcached使用了简单的LRU算法(最近最少使用算法)来进行内存回收。

当内存达到上限时,会根据数据的使用频率来决定哪些数据应该被淘汰。

LRU算法会在内存不足时,将最近最少被访问的数据从缓存中删除,以腾出内存供新数据使用。

3. LRU算法和内存回收LRU算法是一种常用的缓存淘汰算法,它根据数据的访问时间来判断哪些数据是冷数据(很久没有被访问的数据),从而可以将这些冷数据淘汰出缓存。

在memcached中,LRU算法的具体实现是通过维护一个LRU队列来实现的,最前面的元素代表最近最少访问的数据,最后面的元素代表最近最频繁访问的数据。

当内存不足时,memcached会从LRU队列末尾开始淘汰数据,直到满足内存需求为止。

二、memcached的删除机制1. 手动删除memcached提供了delete命令来手动删除指定的键值对。

使用delete 命令可以通过键来删除对应的缓存数据。

2. 过期删除memcached支持设置键值对的过期时间,当数据的过期时间到达时,memcached会自动删除对应的数据。

Python中的Memcached缓存

Python中的Memcached缓存

Python中的Memcached缓存Memcached是一款高性能的分布式内存对象缓存系统。

它的主要功能是将数据存储在内存中,从而提高数据访问速度。

作为一款大型网站所必不可少的缓存工具,Memcached在Python 中的应用极度广泛。

在这篇论文中,我们将深入探讨Memcached在Python中的应用,分析其优点和缺点,并提出一些最佳实践,以帮助开发人员更好地利用Memcached提升应用的性能和用户体验。

一、Memcached的优点1.高速缓存Memcached是一款基于内存的缓存系统,它可以实现非常快速的缓存访问速度。

由于数据存储在内存中,所以它的响应速度相当快,甚至可以达到微秒级别。

在大型网站前端中,常使用Memcached来缓存一些静态或不怎么变化的数据,如网站配置信息、静态页面等。

通过缓存这些数据,可以减少对数据库等后端系统的请求,从而提高网站的性能。

2.可扩展性Memcached是一款分布式缓存系统,它可以将缓存数据分散存储在多台机器的内存中,从而实现更大的存储容量和更高的并发处理能力。

在高并发的情况下,系统可以简单地通过增加或减少服务器数量来扩展缓存能力。

此外,Memcached还具有自动数据平衡和故障转移等功能,可以实现高可用性和灵活性。

3.支持多种语言Memcached支持多种语言,包括Python、Java、PHP等,可以方便地嵌入到各种应用程序中,快速提高应用程序的性能。

在Python中,Memcached是一种常见的缓存解决方案,可以通过安装对应的Python模块,轻松地集成到应用程序中。

二、Memcached的缺点1.容量限制由于Memcached是一款基于内存的缓存系统,所以它的缓存容量是有限的。

在实际应用中,需要根据业务需求和服务器硬件条件等因素综合考虑,设置合适的缓存容量,避免因容量不足而导致缓存失效。

2.数据不持久化Memcached只是一款内存缓存系统,它并不支持数据持久化。

memcached工作原理

memcached工作原理

memcached工作原理
memcached是一款高性能的分布式内存缓存系统,主要用于减轻数据库负载,提高应用程序的性能。

其工作原理如下:
1. 客户端向memcached服务器发送请求,请求可以是获取或设置缓存数据。

2. 如果请求是获取缓存数据,memcached服务器首先检查是否有该数据的缓存副本,如果有,则返回该数据给客户端。

3. 如果请求是设置缓存数据,memcached服务器将数据存储到其内存中,并设置相应的索引。

4. 当memcached服务器的内存空间不足时,会采用LRU(最近最少使用)算法将一些旧的缓存数据删除,以腾出更多的内存空间。

5. 当多个memcached服务器组成一个分布式缓存集群时,客户端需要通过一致性哈希算法来选择具体的服务器,以保证缓存数据的一致性。

6. 当客户端对缓存数据进行修改时,需要同时更新所有memcached服务器上的缓存数据,以保证数据一致性。

总之,memcached工作原理简单、高效,可以提高应用程序的响应速度和吞吐
量,同时减少数据库的负载。

详解MemCached原理

详解MemCached原理

详解MemCached原理memcached是⼀个⾼性能的分布式内存缓存服务器,memcached在Linux上可以通过yum命令安装,这样⽅便很多,在⽣产环境下建议⽤Linux系统,memcached使⽤libevent这个库在Linux系统上才能发挥它的⾼性能。

它的分布式其实在服务端是不具有分布式的特征的,是依靠客户端的分布式算法进⾏了分布式,memcached是⼀个纯内存型的数据库,这样在读写速度上相对来说⽐较快。

memcached的内存分配是预先分配内存,常规的程序使⽤内存⽆⾮是两种,⼀种是预先分配,⼀种是动态分配。

动态分配从效率的⾓度来讲相对来说要慢点,因为它需要实时的去分配内存使⽤,但是这种⽅式的好处就是可以节约内存使⽤空间;memcached采⽤的是预先分配的原则,这种⽅式是拿空间换时间的⽅式来提⾼它的速度,这种⽅式会造成不能很⾼效的利⽤内存空间,但是memcached采⽤了Slab Allocation机制来解决内存碎⽚的问题,Slab Allocation的基本原理就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,并把尺⼨相同的块分成组(chunk的集合),借⽤⼀下⽹上的图:memcached会针对客户端发送的数据选择slab并缓存到chunk中,这样就有⼀个弊端那就是⽐如要缓存的数据⼤⼩是50个字节,如果被分配到如上图88字节的chunk中的时候就造成了33个字节的浪费,虽然在内存中不会存在碎⽚,但是也造成了内存的浪费,这也是我上⾯说的拿空间换时间的原因,不过memcached对于分配到的内存不会释放,⽽是重复利⽤。

默认情况下如下图chunk是1.25倍的增加的,当然也可以⾃⼰通过-f设置,这种内部的分割算法可以参看源码下的slabs.c⽂件。

memcached本⾝内部不会监视记录是否过期,⽽是当get时依靠记录的过期时间检查是否过期,这也是memcached的⼀种惰性过期机制。

Memcached

Memcached

Memcached一:Memcached简介1、Memcached 是一个高性能的分布式内存对象缓存系统,用于动态Web应用以减轻数据库负载。

它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数,从而提高动态、数据库驱动网站的速度。

2、Memcached基于一个存储键/值对的hashmap。

其守护进程(daemon )是用C写的,但是客户端可以用任何语言来编写,并通过memcached协议与守护进程通信。

二:Memcached参数-p 监听的端口-l 连接的IP地址, 默认是本机-d start 启动memcached服务-d restart 重起memcached服务-d stop|shutdown 关闭正在运行的memcached服务-d install 安装memcached服务-d uninstall 卸载memcached服务-u 以的身份运行(仅在以root运行的时候有效)-m 最大内存使用,单位MB。

默认64MB-M 内存耗尽时返回错误,而不是删除项-c 最大同时连接数,默认是1024-f 块大小增长因子,默认是1.25-n 最小分配空间,key+value+flags默认是48-h 显示帮助三:Memcached 安装1、下载memcached 安装包(课件中会提供)2、把memcached放到d:/memcached/中(路径可自定义,不用和我一样)3、进入cmd 命令行模式运行memcached.exe –d install4、执行memcached.exe -d start (开机启动了哦~~~,默认端口是11211)四:修改启动参数运行中输入regedit 进入注册表模式1、HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\memcached Server 下面找到一个ImagePath 的字符串项双击该串2、在后面加入-l 127.0.0.1 -m 128 -p 12345 (访问ip为:127.0.0.1 使用128M内存,12345为端口),再重新启动服务。

memc 原理

memc 原理

memc 原理Memcached是一种常用的内存缓存系统,其原理主要包括数据存储、缓存失效和并发控制三个方面。

一、数据存储Memcached将数据存储在内存中,以提高数据访问速度。

具体而言,它通过将数据分散存储在多个服务器节点上,实现了数据的分布式存储。

每个节点都有唯一的标识符,称为key,用于标识存储的数据。

当客户端需要获取数据时,它会向Memcached发送一个请求,包含所需数据的key。

Memcached根据这个key计算出数据所在的节点,并将数据从该节点返回给客户端。

这种分布式存储方式使得数据可以被高效地存储和访问。

二、缓存失效为了保证缓存数据的有效性,Memcached引入了缓存失效机制。

当数据发生变化时,应用程序负责通知Memcached进行缓存失效操作。

具体而言,应用程序在数据发生变化时,将相应的key发送给Memcached,告知其相应的缓存数据已过时。

Memcached接收到该信息后,会将相应的数据从缓存中删除,以保证下一次访问时能够获取到最新的数据。

这种缓存失效机制能够确保缓存数据与后端数据的一致性。

三、并发控制由于多个客户端可能同时对同一个数据进行读写操作,为了保证数据的一致性和并发性,Memcached引入了并发控制机制。

具体而言,当多个客户端同时请求同一份数据时,Memcached会使用一种称为CAS(Compare and Swap)的机制来实现并发控制。

CAS机制通过比较数据的版本号来判断数据是否被修改过,在修改数据时,如果版本号与当前版本号一致,则可以进行修改操作,否则需要重新获取最新的数据。

这样可以避免多个客户端同时修改同一份数据造成的冲突问题。

Memcached通过数据存储、缓存失效和并发控制三个方面的原理,实现了高效的内存缓存系统。

它将数据存储在内存中,以提高数据访问速度,并通过分布式存储的方式实现数据的高效存储和访问;通过缓存失效机制保证缓存数据的有效性,与后端数据的一致性;通过并发控制机制保证多个客户端对同一份数据的一致性和并发性。

Memcached常见问题

Memcached常见问题

memcached是怎么工作的?Memcached的神奇来自两阶段哈希〔two-stage hash〕。

Memcached就像一个巨大的、存储了很多<key,value>对的哈希表。

通过key,可以存储或查询任意的数据。

客户端可以把数据存储在多台memcached上。

当查询数据时,客户端首先参考节点列表计算出key的哈希值〔阶段一哈希〕,进而选中一个节点;客户端将请求发送给选中的节点,然后memcached 节点通过一个部的哈希算法〔阶段二哈希〕,查找真正的数据〔item〕。

举个列子,假设有3个客户端1, 2, 3,3台memcached A, B, C:Client 1想把数据〞barbaz〞以key “foo〞存储。

Client 1首先参考节点列表〔A, B, C〕,计算key “foo〞的哈希值,假设memcached B被选中。

接着,Client 1直接connect到memcached B,通过key “foo〞把数据〞barbaz〞存储进去。

Client 2使用与Client 1一样的客户端库〔意味着阶段一的哈希算法一样〕,也拥有同样的memcached列表〔A, B, C〕。

于是,经过一样的哈希计算〔阶段一〕,Client 2计算出key “foo〞在memcached B上,然后它直接请求memcached B,得到数据〞barbaz〞。

各种客户端在memcached中数据的存储形式是不同的〔perl Storable, php serialize, java hibernate, JSON等〕。

一些客户端实现的哈希算法也不一样。

但是,memcached服务器端的行为总是一致的。

最后,从实现的角度看,memcached是一个非阻塞的、基于事件的服务器程序。

这种架构可以很好地解决C10K problem ,并具有极佳的可扩展性。

memcached最大的优势是什么?请仔细阅读上面的问题〔即memcached是如何工作的〕。

memcached内存管理与删除机制及服务器实现

memcached内存管理与删除机制及服务器实现

memcached内存管理与删除机制及服务器实现memcached是一种高性能、分布式的缓存系统,常用于提升Web应用的访问速度。

它基于内存存储数据,并采用删除机制来管理内存使用。

本文将详细介绍memcached的内存管理与删除机制,并探讨其服务器实现。

1. memcached的内存管理机制memcached的内存管理机制主要是通过使用LRU(Least Recently Used,最近最少使用)算法来实现的。

该算法会根据数据使用的频率和时间进行筛选,将最少使用的数据淘汰出内存。

在memcached中,内存分为不同的内存页(memory page),页的大小一般是固定的,比如1MB。

当增加新的数据时,memcached会将数据按页进行划分,如果某一页内存已满,则会将其它页内的较不常用的数据淘汰掉,以腾出空间存储新数据。

2. memcached的删除机制memcached采用延迟删除(lazy deletion)的策略来删除数据。

具体来说,当数据过期或者内存不足时,memcached并不立即删除数据,而是将过期或不常用的数据标记为“过期”或“删除”。

这样,在后续获取数据时,如果发现数据已标记为“过期”或“删除”,则不返回该数据,而是返回一个空值。

延迟删除机制的好处是避免了较高的删除开销,使得memcached能够更快速地访问和存储数据。

然而,这也意味着一些已过期但尚未被删除的数据仍会占用内存空间,因此在应用设计中需要考虑数据过期的策略,定期清理不再需要的数据。

3. memcached的服务器实现memcached服务器使用C语言编写,以支持高性能和低延迟的特性。

服务器的实现主要包括网络模块、存储模块和缓存管理模块。

网络模块负责处理客户端的连接请求和数据传输。

当有客户端连接到服务器时,服务器会启动一个监听线程,并通过一个事件循环来处理客户端请求和响应。

网络模块使用非阻塞的I/O模型,以便同时处理多个客户端的请求,提高服务器的并发处理能力。

Memcached详解分解

Memcached详解分解

Memcached技术介绍:memcached是一种缓存技术, 他可以把你的数据放入内存,从而通过内存访问提速,因为内存最快的,memcached技术的主要目的提速,在memachec 中维护了一张大的hashtable表,该表是在内存,表的结构是key value字串(字串,数值,数组,对象,布尔,二进制数据,null)原理说明:安装并使用memcached安装步骤(1)下载memcached软件(2)安装进入cmd ,切换到memcached.exe 文件所在目录memcached.exe –d install(3)启动memcached第一种,可以到服务点击启动第二种, 命令行memcached.exe –m 200MB –d start 【以deamon方式启动,默认64M】如果你在启动时,win7启动不成功, 则可以使用如下方法memcached.exe –p 端口号启动方法不要关闭控制台.端口号的范围: 0-65535 , 因为端口号是用两个字节来表示有名端口: 0-1024 已经用程序使用, apache 80 , mysql 3306 , ftp 21 , ssh 22oracle: 1521, stmp: 25使用netstat –an 如果看到11211端口在监听,说明启动oknetstat –anb 是哪个程序监听, 这个指令还可以看到有哪些用户连接到我们的服务器.如果没有安装好,原因可能1.如果你是win7, win7对安全性高,所有,必须以adminstartor 身份来安装.你切换成adminstrator , 去安装,在启动2.你的memcached.exe 目录有中文,或特殊字符, 保证目录没有中文和特殊字符.(4)准备研究如果对memcached进行curd操作.看看telnet如何操作(curd)1.登录到telnet连接到memcached服务telnet 127.0.0.1 11211如果你们不能使用telnet 是因为系统不存在telnet.exe , 就可以到其它机器上拷贝telnet.exe 放在c:\windows\system32 即可2.增加基本语法是:add key名0 存放时间(秒) 数据大小(字符)举例:add key1 0 30 53.如何获取基本语法是:get key值get key14.修改set key名0 存放时间数据大小.举例:set key1 0 40 5☞如果key1不存在,则相当于增加新,如果存在,则相当有替换replace key名存放时间数据大小replace key1 0 40 5☞如果key1不存在,则失败,这个指令要求key必须存在.5.删除基本语法是delete key名比如delete key1append Append data to existing key append key 0 60 15prepend Prepend data to existing key prepend key 0 60 15flush_all 可以统一把数据清空.这里主要大家可以去计算出命中率cmd_hits/cmd_get . 越高越好.如何使用php程序操作我们的memcached服务curd.步骤,准备工作.(1)把php_memcache.dll 文件拷贝php的ext 下☞不同版本的php 所使用的php_memcache.dll 的版本不一样(2)修改php.ini文件,加载php_memcache.dll (该文件就是封装了一堆函数);加载php_memcache.dll 文件extension=php_memcache.dll(3)重新启动apache(4)我们写程序来完成curd操作.细节: 在我们添加数据的时候,如果bool Memcache::add ( string $key , mixed$var [, int $flag [, int $expire ]] )如果报expire 设为0 表示,永不过期.(只要memcache不重新启动,就永远在mem中) exprie 直接给的是秒数,则最大30*3600*24如果你希望保持时间超过30 time()+天数*3600*24 即可最后代码:mem1.php<?php//创建一个mem对象实例$mem=new Memcache;if(!$mem->connect("127.0.0.1",11211)){die('连接失败!');}//增加//1.增加一个字串/* if($mem->set('key1',"beijing",MEMCACHE_COMPRESSED,60)){echo '添加ok';}*///2.添加数值/* if($mem->set('key1',100,MEMCACHE_COMPRESSED,60)){echo '添加ok';}*///3.添加数组//在添加数组是,根据需要. 希望序列号放入,//serialize<=>unserialize,如果根据需要,也可以json_encode <=> json_decode $arr=array("bj",'tj');if($mem->set('key1',$arr,MEMCACHE_COMPRESSED,time()+31*3600*24)){echo '添加数组ok99111';}//4.添加对象/* class Dog{public $name;public $age;public function __construct($name,$age){$this->name=$name;$this->age=$age;}}$dog1=new Dog('小狗',50);if($mem->set('key1',$dog1,MEMCACHE_COMPRESSED,60)){echo '添加对象ok';}*///5.添加null 布尔值/* if($mem->set('key1',false,MEMCACHE_COMPRESSED,60)){echo '添加布尔ok';}*///6. 资源类型放入./* $con=mysql_connect("127.0.0.1","root","root");if(!$con){die('连接数据库失败');}var_dump($con);echo "<br/>";if($mem->set('key1',$con,MEMCACHE_COMPRESSED,60)){echo '添加资源ok';}*///查询$val=$mem->get('key1');var_dump($val);//修改//可以使用replaceif($mem->replace("key11",'hello',MEMCACHE_COMPRESSED,60)){echo 'replace ok';}else{echo 'replace no ok';}//删除echo "<br/>";if($mem->delete('key14')){echo 'key14 删除';}else{echo 'key14不存在';}mem2.php<?php//这个文件去操作memcached服务//创建一个mem对象实例$mem=new Memcache;if(!$mem->connect("127.0.0.1",11211)){die('连接失败!');}//在另外文件中取出对象时,有个注意的地方,对应php5.2这个版本会提示错误, //对php5.3这个版本会提示incomplete 信息, 解决方法是声明类定义即可class Dog{public $name;public $age;public function __construct($name,$age){$this->name=$name;$this->age=$age;}}$dog=$mem->get('key1');var_dump($dog);test.php 说明serilize 和json_encode用法://什么时候使用serilize 什么时候使用json_encode [ajax配合]练习: 请大家使用php 程序memcache.dll 完成对memcahce增删改查20min如何使用PHP源码来操作memcached服务如果管理员不让我们去加载memcache.dll 文件,我们可以直接通过源码操作.关闭扩展.代码mem3.php<?phprequire_once 'memcached-client.php';$mc = new memcached(array('servers' => array('127.0.0.1:11211'), //连接的memcacheip和端口'debug' => false, //是否debug'compress_threshold' => 10240, /*最大压缩*/'persistant' => true)); /*是否是持久连接*/$mc->set('key1', array('some', 'array'));// $mc->replace('key', 'some random string');$val = $mc->get('key1');var_dump($val);//修改$mc->replace('key1', "北京");$val = $mc->get('key1');var_dump($val);//删除$mc->delete('key1');$val = $mc->get('key1');echo "删除后";var_dump($val);Memcached 机制的深入了解③, memcache的数据是放入到内存,并且在数据爆满的情况下,使用LRU 算法删除写段代码说明: mem4.phpmem5.php 取出.总结:1.mem服务的数据不是同步, 数据是分布的2.把什么数据放入到哪个memcached是由客户端的mem对象决定3.当执行addServer的时候,并不是立即去连接mem服务,而是通过计算,hash后才去决定连接哪个mem服务,因此当你大量加入服务器到连接池,没有多余开销memcache的细节讨论①生命周期从数据放入mem开始计时,直到时间到了,就销毁, 如果时间为0, 则表示不过期.memcache的数据被销毁的情况如下:1.时间到2.重启memcached服务3.重启memcached服务所在的机器4.delete / flush 销毁数据②如何把session数据放入到memcached服务中.步骤:1.修改php.ini的配置文件如下:;[sesson.save_handler 有user|files|memcache]session.save_handler = memcachesession.save_path = "tcp://127.0.0.1:11211"③测试一把,重启apache测试ok<?php//传统的代码session_start();$_SESSION['name']='天龙八部300';$_SESSION['city']='beijing';class Dog{public $name;}$dog1=new Dog;$dog1->name='abcde';$_SESSION['dog']=$dog1;//如果session数据入mem,那他一定是以session_id为//key值进行添加//取出$name=$_SESSION['name'];echo "name=$name";echo "sessionid=".session_id();◆思考,如果管理员,不让我们修改php.ini 文件,我们如何处理session入memcached这个功能, 我们通过一个函数可以去修改php.ini 的配置.代码:<?phpini_set("session.save_handler","memcache");ini_set("session.save_path","tcp://127.0.0.1:9999");同时你也可以通过ini_set 去动态的修改对php.ini 的其它设置。

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Memcached介绍 Memcached介绍
Memcached运行图 Memcached运行图
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谁在用Memcached 谁在用Memcached? Memcached?
国外
国内
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Memcached介绍 Memcached介绍
与Memcached类似的还有什么? Memcached类似的还有什么? 类似的还有什么
//服务器列表 //服务器列表 node[0] => 192.168.0.1:11211 node[1] => 192.168.0.2:11211 node[2] => 192.168.0.3:11211 //获取key是tokyo的节点ID(服务器 //获取key是tokyo的节点ID(服务器ID) 获取key 的节点ID(服务器ID) int id = getServerId("test", 3); //得出的结果是 //得出的结果是1,那么对应的机器就是 得出的结果是1 node[id] == node[1]
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Memcached介绍 Memcached介绍
Memcached的主要特点 Memcached的主要特点
基于C/S架构,协议简单 基于C/S架构, C/S架构 基于libevent的事件处理 基于libevent libevent的事件处理 自主内存存储处理 基于客户端的Memcached分布式 基于客户端的Memcached Memcached分布式
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基于客户端的Memcached 基于客户端的Memcached分布式 Memcached分布式
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基于客户端的Memcached 基于客户端的Memcached分布式 Memcached分布式
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Memcached介绍 Memcached介绍
自主的内存存储处理
数据存储方式:Slab Allocation 数据存储方式: 数据过期方式:Lazy Expiration + LRU 数据过期方式:
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数据存储方式:Slab Allocation 数据存储方式:
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Memcached介绍 Memcached介绍: 介绍:
什么是Memcached 什么是Memcached? Memcached?
Memcached是国外社区网站 Memcached是国外社区网站 LiveJournal 的开发团队开发的高性能的分布式内 存缓存服务器.一般的使用目的是,通过缓存数据库查询结果, 存缓存服务器.一般的使用目的是,通过缓存数据库查询结果,减少数据库访 问次数,以提高动态Web应用的速度,提高可扩展性. Web应用的速度 问次数,以提高动态Web应用的速度,提高可扩展性. LiveJournal 团队开发了包括 Memcached,MogileFS,Perlbal 等不错的开 Memcached,MogileFS, 源项目. 源项目. 官方网站: 官方网站:/memcached/
Slab Alloction 构造图 Slab Allocator的基本原理是按照预先 Allocator的基本原理是按照预先 规定的大小, 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. 长度的块,以完全解决内存碎片问题. Slab Allocation的原理相当简单. 将 Allocation的原理相当简单 的原理相当简单. 分配的内存分割成各种尺寸的块 chunk), ),并把尺寸相同的块分成组 (chunk),并把尺寸相同的块分成组 chunk的集合 的集合) (chunk的集合)
//按照Key值 获取一个服务器ID //按照Key值,获取一个服务器ID 按照Key int getServerId(char *key, int serverTotal) { int c, hash = 0; while (c = *key++) { hash += c; } return hash % serverTotal; }
国外 Cabinet: (日本 Tokyo Cabinet:/index.html (日本 mixi.jp公司开发 公司开发) mixi.jp公司开发)
国内 MemcacheDB: (新浪开源Team开发 新浪开源Team开发) MemcacheDB: (新浪开源Team开发) (偶开发的 tmcache: (偶开发的 ^_^)
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Memcached介绍 Memcached介绍
基于C/S架构, 基于C/S架构,协议简单 C/S架构
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Memcached介绍 Memcached介绍
基于libevent 基于libevent的事件处理 libevent的事件处理
libevent是一套跨平台的事件处理接口的封装,能够兼容包括这些操作系统: libevent是一套跨平台的事件处理接口的封装,能够兼容包括这些操作系统: 是一套跨平台的事件处理接口的封装 等操作系统的的事件处理. Windows/Linux/BSD/Solaris 等操作系统的的事件处理. 包装的接口包括: 包装的接口包括: poll,select(Windows),epoll(Linux),kqueue(BSD), poll,select(Windows),epoll(Linux),kqueue(BSD),/dev/pool(Solaris) Memcached 使用libevent来进行网络并发连接的处理,能够保持在很大并发情 使用libevent来进行网络并发连接的处理, libevent来进行网络并发连接的处理 况下,仍旧能够保持快速的响应能力. 况下,仍旧能够保持快速的响应能力. libevent: /~provos/libevent/
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Memcached介绍 Memcached介绍: 介绍:
数据过期方式
Lazy Expiration memcached内部不会监视记录是否过期 而是在get时查看记录的时间戳, 内部不会监视记录是否过期, get时查看记录的时间戳 memcached内部不会监视记录是否过期,而是在get时查看记录的时间戳,检查记录是否过 这种技术被称为lazy 惰性)expiration.因此,memcached不会在过期监视上耗费 lazy( 期.这种技术被称为lazy(惰性)expiration.因此,memcached不会在过期监视上耗费 CPU时间. CPU时间. 时间
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Memcached介绍 Memcached介绍: 介绍:
基于客户端的Memcached 基于客户端的Memcached分布式 Memcached分布式
写入操作 读取操作
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Memcached安装和使用 Memcached安装和使用: 安装和使用:
ached 安装 Memcached 与 PHP 结合使用 Memcached 与 C/C++ 结合使用
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Memcached安装和使用 Memcached安装和使用: 安装和使用:
Memcached 安装
安装步骤: 安装步骤: 先安装 libevent 再安装 Memcached 主程序
源码下载:(最新版) 源码下载: 最新版)
libevent官网: libevent官网:/~provos/libevent/ 官网 libevent下载 /~provos/libevent-1.4.9libevent下载:/~provos/libevent-1.4.9-stable.tar.gz 下载: Memcached官网: Memcached官网:/memcached 官网 Memcached下载 /memcached/dist/memcachedMemcached下载:/memcached/dist/memcached-1.2.6.tar.gz 下载:
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Memcached介绍 Memcached介绍: 介绍:
数据存储方式:Slab Allocation 数据存储方式:
Slab Alloction 缺点
这个问题就是,由于分配的是特定长度的内存, 这个问题就是,由于分配的是特定长度的内存,因此无法有效利用 分配的内存.例如, 100字节的数据缓存到128字节的chunk中 字节的数据缓存到128字节的chunk 分配的内存.例如,将100字节的数据缓存到128字节的chunk中,剩 余的28字节就浪费了. 28字节就浪费了 余的28字节就浪费了.
memcached根据收到的数据的大小, memcached根据收到的数据的大小,选 根据收到的数据的大小 择最适合数据大小的slab slab. 择最适合数据大小的slab. memcached中保存着slab内空闲chunk的 中保存着slab内空闲chunk memcached中保存着slab内空闲chunk的 列表,根据该列表选择chunk chunk, 列表,根据该列表选择chunk,然后将 数据缓存于其中. 数据缓存于其中.
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Memcached安装和使用 Memcached安装和使用: 安装和使用:
Memcached 安装
安装 libevent
# tar zxvf libevent-1.4.9-stable.tar.gz libevent-1.4.9# cd libevent-1.4.9-stable libevent-1.4.9# ./configure --prefix=/usr --prefix=/usr # make # make install
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Memcached介绍 Memcached介绍
数据存储方式:Slab Allocation 数据存储方式:
Slab Classes 分配图 Page:分配给Slab的内存空间, Page:分配给Slab的内存空间,默认是 Slab的内存空间 1MB.分配给Slab之后根据slab Slab之后根据slab的大小 1MB.分配给Slab之后根据slab的大小 切分成chunk chunk. 切分成chunk. Chunk:用于缓存记录的内存空间. Chunk:用于缓存记录的内存空间. Slab Class:特定大小的chunk的组. Class:特定大小的chunk的组. chunk的组
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