memcache的缓存原理和应用

缓存原理

Memcache采用键值对存储方式。它本质是一个大的 hash表，key的最大长度为255个字符，最长过期时间为30天。它的内存模型如下：Memcache预先将可支配的内存空间进行分区（Slab），每个分区里再分为多个块（Chunk）最大1M，但同一个分区中块的大 小是固定的。然后，插入数据时，会根据数据大小寻找最合适的块，然后插入，当然这样也就会有部分内存浪费，但可一定程度上减少内存碎片，总体上，利大于 弊。当Memcache的内存满后，它清除旧数据的原则为：LRU闲置>过期>最少访问。而且它采用的是惰性删除，它并没有提供监控数据过期 的机制，而是惰性的，当查询到某个key的数据时，如果过期，那么直接抛弃。

应用场景

1、分布式应用。

由于memcached本身基于分布式的系统，所以尤其适合大型的分布式系统。

2、数据库前段缓存。

数据库常常是网站系统的瓶颈。数据库的大并发量访问，常常造成网站内存溢出。当然我们也可以使用Hibernate的缓存机制。但memcached是基于分布式的，并可独立于网站应用本身，所以更适合大型网站进行应用的拆分。

3、服务器间数据共享。

4、 举例来讲，我们将网站的登录系统、查询系统拆分为两个应用，放在不同的服务器上，并进行集群，那这个时候用户登录后，登录信息如何从登录系统服务器同步到查询系统服务器呢？这时候，我们便可以使用memcached，登录系统将登录信息缓存起来，查询系统便可以获得登录信息，就像获取本地信息一样。

不适合应用的场景：

1、缓存的数据量比较小。

2、缓存的数据需要持久化。

分布式集群

首先，集群的概念在我理解来就是多个类似于软件之间有了关联的关系，就可以称之为集群，例如，我们常用的LAMP环境，单个的linux、apach、mysql或者php都不能称之为一个集群，但是，它们关联起来以后，就可以称之为一个集群了。那么，memcache分布式集群是个什么情况那？我们都知道，memcache是一个基于分布式的系统，那么，就意味着memcache可以同时部署到多台服务器上，这时候，如果我们可以把这多台memcache服务器关联起来的话，那么这些服务器就是一个memcache集群了。关联方法如下：
$mem=new Memcache;
$mem->addsever($ip,$host);
$mem->addsever($ip,$host);
$mem->addsever($ip,$host);
这三台memcache服务器的ip和端口号都是不同的，这时候，因为它们之间已经有了关联，同时它们部署在不同的服务器上，所以可以称之为memcache分布式集合。如果数据量巨大，我们可以用取余和一致性哈希算法来将数据部署到memcache服务器上去。

一致性哈希算法的原理：
首先求出memcache服务器（节点）的哈希值，并将其配置到0～232的圆（continuum）上。 然后用同样的方法求出存储数据的键的哈希值，并映射到圆上。 然后从数据映射到的位置开始顺时针查找，将数据保存到找到的第一个服务器上。如果超过232仍然找不到服务器，就会保存到第一台memcache服务器上。

取余算法的原理:
假如有1000万条数据要分布到3台memcache服务器上，那么就需要用1000万条数据的id去磨3，根据所得的余数决定将数据分布在那个服务器上去。