memcached

Memcached 简介

Memcached 是一个开源的 高性能分布式内存缓存系统，最初由 Brad Fitzpatrick 为 LiveJournal 开发，现已成为互联网行业广泛使用的缓存解决方案。它通过 内存键值存储（Key-Value Store） 大幅提升数据访问速度，主要用于 减轻数据库负载、加速动态 Web 应用。Memcached 采用 多线程、非阻塞 I/O 架构，支持 多节点集群部署，适用于 高并发、低延迟 场景，如社交网络、电商平台和实时数据处理系统。

核心特性

1. 纯内存存储
   • 数据仅存储在 RAM 中，读写速度达 微秒级
   • 不支持持久化，重启后数据丢失
2. 分布式架构
   • 客户端一致性哈希（Consistent Hashing）实现数据分片
   • 支持横向扩展，无单点故障
3. 简单高效的协议
   • 基于文本协议（Telnet 兼容）和二进制协议
   • 支持 set/get/delete/incr/decr 等基础操作
4. 多线程模型
   • 利用多核 CPU 资源，单实例可处理 10万+ QPS
5. 轻量级设计
   • 无依赖、无复杂配置，启动即用
   • 内存分配采用 Slab Allocator 机制减少碎片
6. 多语言客户端
   • 支持 Java、Python、PHP、Go 等主流语言

核心概念

典型应用场景

1. 数据库查询缓存
   • 缓存 MySQL 热点数据（如用户信息、商品详情）
2. 会话（Session）存储
   • 替代文件或数据库存储用户会话
3. API 响应加速
   • 缓存接口计算结果（如排行榜、推荐列表）
4. 页面片段缓存
   • 存储动态页面的局部 HTML（如侧边栏、广告位）
5. 计数器服务
   • 使用 incr/decr 实现点赞数、PV/UV 统计

快速入门示例

1. 安装与启动

# Ubuntu/Debian
sudo apt install memcached
memcached -d -m 512 -l 127.0.0.1 -p 11211  # 启动512MB内存的实例

# 连接测试（Telnet）
telnet 127.0.0.1 11211
> set key 0 3600 5  # 存储5秒过期的键
> hello             # 值
> STORED
> get key           # 读取

2. Java 客户端（使用 SpyMemcached）

MemcachedClient client = new MemcachedClient(
    new InetSocketAddress("localhost", 11211)
);
// 存储数据（10秒过期）
client.set("user:1001", 10, "{name:'Alice',age:28}");
// 读取数据
Object user = client.get("user:1001");

3. Python 客户端（python-memcached）

import memcache
mc = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'])
mc.set('counter', 0)
mc.incr('counter')  # 自增计数器

性能优化建议

1. 内存规划
   • 单个 Value 不超过 1MB，避免大对象阻塞
   • 监控 evictions（淘汰数）调整内存大小
2. Key 设计
   • 使用 业务前缀:ID 格式（如 user:1001）
   • 避免特殊字符（空格、换行符）
3. 集群部署
   • 多节点均匀分布数据（客户端一致性哈希）
   • 为每个实例分配 2-4GB 内存（避免交换分区）
4. 监控指标
   • stats 命令查看命中率（get_hits/get_misses）
   • 报警 OOM 或连接数异常