Memcached是danga.com（運(yùn)營(yíng)LiveJournal的技術(shù)團(tuán)隊(duì)）開發(fā)的一套分布式內(nèi)存對(duì)象緩存系統(tǒng)，用于在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中減少數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載，提升性能。關(guān)于這個(gè)東西，相信很多人都用過(guò)，本文意在通過(guò)對(duì)memcached的實(shí)現(xiàn)及代碼分析，獲得對(duì)這個(gè)出色的開源軟件更深入的了解，并可以根據(jù)我們的需要對(duì)其進(jìn)行更進(jìn)一步的優(yōu)化。末了將通過(guò)對(duì)BSM_Memcache擴(kuò)展的分析，加深對(duì)memcached的使用方式理解。

本文的部分內(nèi)容可能需要比較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)作為輔助。

◎Memcached是什么

在闡述這個(gè)問(wèn)題之前，我們首先要清楚它“不是什么”。很多人把它當(dāng)作和SharedMemory那種形式的存儲(chǔ)載體來(lái)使用，雖然memcached使用了同樣的“Key=>Value”方式組織數(shù)據(jù)，但是它和共享內(nèi)存、APC等本地緩存有非常大的區(qū)別。Memcached是分布式的，也就是說(shuō)它不是本地的。它基于網(wǎng)絡(luò)連接（當(dāng)然它也可以使用localhost）方式完成服務(wù)，本身它是一個(gè)獨(dú)立于應(yīng)用的程序或守護(hù)進(jìn)程（Daemon方式）。

Memcached使用libevent庫(kù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，理論上可以處理無(wú)限多的連接，但是它和Apache不同，它更多的時(shí)候是面向穩(wěn)定的持續(xù)連接的，所以它實(shí)際的并發(fā)能力是有限制的。在保守情況下memcached的最大同時(shí)連接數(shù)為200，這和Linux線程能力有關(guān)系，這個(gè)數(shù)值是可以調(diào)整的。關(guān)于libevent可以參考相關(guān)文檔。Memcached內(nèi)存使用方式也和APC不同。APC是基于共享內(nèi)存和MMAP的，memcachd有自己的內(nèi)存分配算法和管理方式，它和共享內(nèi)存沒(méi)有關(guān)系，也沒(méi)有共享內(nèi)存的限制，通常情況下，每個(gè)memcached進(jìn)程可以管理2GB的內(nèi)存空間，如果需要更多的空間，可以增加進(jìn)程數(shù)。

◎Memcached適合什么場(chǎng)合

在很多時(shí)候，memcached都被濫用了，這當(dāng)然少不了對(duì)它的抱怨。我經(jīng)常在論壇上看見(jiàn)有人發(fā)貼，類似于“如何提高效率”，回復(fù)是“用memcached”，至于怎么用，用在哪里，用來(lái)干什么一句沒(méi)有。memcached不是萬(wàn)能的，它也不是適用在所有場(chǎng)合。

Memcached是“分布式”的內(nèi)存對(duì)象緩存系統(tǒng)，那么就是說(shuō)，那些不需要“分布”的，不需要共享的，或者干脆規(guī)模小到只有一臺(tái)服務(wù)器的應(yīng)用，memcached不會(huì)帶來(lái)任何好處，相反還會(huì)拖慢系統(tǒng)效率，因?yàn)?a href=/pingce/wangluo/ target=_blank class=infotextkey>網(wǎng)絡(luò)連接同樣需要資源，即使是UNIX本地連接也一樣。在我之前的測(cè)試數(shù)據(jù)中顯示，memcached本地讀寫速度要比直接php內(nèi)存數(shù)組慢幾十倍，而APC、共享內(nèi)存方式都和直接數(shù)組差不多。可見(jiàn)，如果只是本地級(jí)緩存，使用memcached是非常不劃算的。

Memcached在很多時(shí)候都是作為數(shù)據(jù)庫(kù)前端cache使用的。因?yàn)樗葦?shù)據(jù)庫(kù)少了很多SQL解析、磁盤操作等開銷，而且它是使用內(nèi)存來(lái)管理數(shù)據(jù)的，所以它可以提供比直接讀取數(shù)據(jù)庫(kù)更好的性能，在大型系統(tǒng)中，訪問(wèn)同樣的數(shù)據(jù)是很頻繁的，memcached可以大大降低數(shù)據(jù)庫(kù)壓力，使系統(tǒng)執(zhí)行效率提升。另外，memcached也經(jīng)常作為服務(wù)器之間數(shù)據(jù)共享的存儲(chǔ)媒介，例如在SSO系統(tǒng)中保存系統(tǒng)單點(diǎn)登陸狀態(tài)的數(shù)據(jù)就可以保存在memcached中，被多個(gè)應(yīng)用共享。

需要注意的是，memcached使用內(nèi)存管理數(shù)據(jù)，所以它是易失的，當(dāng)服務(wù)器重啟，或者memcached進(jìn)程中止，數(shù)據(jù)便會(huì)丟失，所以memcached不能用來(lái)持久保存數(shù)據(jù)。很多人的錯(cuò)誤理解，memcached的性能非常好，好到了內(nèi)存和硬盤的對(duì)比程度，其實(shí)memcached使用內(nèi)存并不會(huì)得到成百上千的讀寫速度提高，它的實(shí)際瓶頸在于網(wǎng)絡(luò)連接，它和使用磁盤的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相比，好處在于它本身非常“輕”，因?yàn)闆](méi)有過(guò)多的開銷和直接的讀寫方式，它可以輕松應(yīng)付非常大的數(shù)據(jù)交換量，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩條千兆網(wǎng)絡(luò)帶寬都滿負(fù)荷了，memcached進(jìn)程本身并不占用多少CPU資源的情況。

◎Memcached的工作方式

以下的部分中，讀者最好能準(zhǔn)備一份memcached的源代碼。

Memcached是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序，如果啟動(dòng)的時(shí)候使用了-d參數(shù)，它會(huì)以守護(hù)進(jìn)程的方式執(zhí)行。創(chuàng)建守護(hù)進(jìn)程由daemon.c完成，這個(gè)程序只有一個(gè)daemon函數(shù)，這個(gè)函數(shù)很簡(jiǎn)單（如無(wú)特殊說(shuō)明，代碼以1.2.1為準(zhǔn)）：

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