什么是Memcached
许多Web应用程序都将数据保存到RDBMS(关系型数据库)中,应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大,访问的集中,就会出现RDBMS的负担加重,数据库响应恶化,网站显示延迟等重大影响。Memcached是高性能的分布式内在缓存服务器。一般的使用目的是通过缓存数据库查询结果,减少数据库的访问次数,以提高动态Web应用的速度、提高扩展性。
Memcached特点
1、协议简单:使用的是基于文本的协议。
2、基于libevent的事件处理: libevent是个程序库,他将linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等时间处理功能封装成统一的接口。memcached使用这个libevent库,因此能在linux、BSD等操作系统上发挥其高性能。
3、内置内存存储方式:为了提高性能,memcached中保存的数据都存储在memcached内置的内存存储空间中。由于数据仅存中,因些重启memcached,重启操作系统会导致全部数据消失。另外,内容容量达到指定的值之后memcached会自动删除不适用的缓存。
4、memcached不互通信的分布式
memcached的内存管理
最近的Memcached默认情况下采用了名为Slab Allocation.其原理----将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的集合),每个chunk集合被称为slab。
memcached的内存分配以page为单位,page默认值为1M,可以在启动时通过-l参数来指定。
slab是由多个page组成的,pag按照指定大小切割成多个chunk。
而且slab allocation还有重复使用已分配内存的目的。即内存不会释放,而是重复利用。
Slab Allocation 的主要术语
Page :分配给Slab 的内存空间,默认是1MB。分配给Slab 之后根据slab 的大小切分成chunk.
Chunk : 用于缓存记录的内存空间。
Slab Class:特定大小的chunk 的组。
在slab中缓存记录的原理
memcached根据收到的数据的大小,选择最合适大小的slab,memcached中保存着slab内空闲chunk的列表,根据该列表选择chunk,然后将数据缓存于其中。
memcached在数据删除方面有效的利用资源
memcached删除数据时数据不会真正从memcached中消失。memcached不会释放已分配的内存。记录超时后,客户端就无法再看见该记录,其存储空间即可重复使用。
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,检查记录是否已过期。
LRU:从缓存中有效删除数据的原理
memcached会优先使用已超时的记录空间,但当空间不足时,此时会使用LRU机制来分配空间。即删除最近最少使用的记录的机制。因此当memcached的内存空间不足时(无法从slab class)获取到新空间时,就从最近未使用的记录中搜索,并将空间分配给新的记录。
memcached分布式
memcached虽然称为“分布式”缓存服务器,但服务器端并没有“分布式”的功能。memcached的分布式完全是由客户端实现的。
例如下面假设memcached服务器有node1~node3三台,应用程序要保存键名为“tokyo”“kanagawa”“chiba”“saitama”“gunma” 的数据。
首先向memcached中添加“tokyo”。将“tokyo”传给客户端程序库后,客户端实现的算法就会根据“键”来决定保存数据的memcached服务器。服务器选定后,即命令它保存“tokyo”及其值。
同样,“kanagawa”“chiba”“saitama”“gunma”都是先选择服务器再保存。
接下来获取保存的数据。获取时也要将要获取的键“tokyo”传递给函数库。函数库通过与数据保存时相同的算法, 根据“键”选择服务器。使用的算法相同,就能选中与保存时相同的服务器,然后发送get命令。只要数据没有因为某些原因被删除,就能获得保存的值。
这样,将不同的键保存到不同的服务器上,就实现了memcached的分布式。 memcached服务器增多后,键就会分散,即使一台memcached服务器发生故障无法连接,也不会影响其他的缓存,系统依然能继续运行。
memcached简单示例
引入spymemcached-2.11.4.jar依赖包,安装并启动memcached
安装文件与依赖包见附件
package com.test1; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import net.spy.memcached.CASValue; import net.spy.memcached.MemcachedClient; public class Demo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { // Connecting to Memcached server on localhost MemcachedClient mcc = new MemcachedClient(new InetSocketAddress( "127.0.0.1", 11211)); System.out.println("Connection to server sucessfully"); // not set data into memcached server //System.out.println("set status:"+ mcc.set("su", 900, "memcached")); // Get value from cache //mcc.set("shu", 3, "su"); /*System.out.println("Get from Cache:" + mcc.get("yiibai")); System.out.println(mcc.get("ya")); CASValue x1= mcc.gets("yiibai"); System.out.println(x1.getCas()+"--"+x1.getValue()); */ //System.out.println(mcc.add("key1", 30,"chentian").getStatus()); //mcc.add("key1", 900, "5"); System.out.println(mcc.gets("key1").getCas()+" "+mcc.get("key1")); //mcc.replace("key1", 30, "fs"); //替换 //mcc.append("key1", "fsdaf"); //在后面添加 //mcc.prepend("key1", "ssssssss"); //在前面添加 //mcc.delete("key1"); //删除 //mcc.cas("key1", mcc.gets("key1").getCas(), "cf"); //mcc.incr("key1", 2); //递增 System.out.println(mcc.gets("key1").getCas()+" "+mcc.get("key1")); //mcc.decr("key1", 1); //递减 mcc.flush(); //清除 System.out.println(mcc.gets("key1").getCas()+" "+mcc.get("key1")); System.out.println(mcc.getStats()); } }