摘要：五數(shù)據(jù)使用來存儲的效率是最高的。通過以上的策略數(shù)據(jù)庫的壓力將會被大大減輕。后續(xù)本專題也會討論一下的分布式算法提高其命中率應(yīng)用場景二秒殺功能。其實，本場景嚴格的說應(yīng)該也屬于場景一，多帶帶拎出來說是由于其廣泛的應(yīng)用性。

Memcached是一個高性能的分布式的內(nèi)存對象緩存系統(tǒng)，目前全世界不少人使用這個緩存項目來構(gòu)建自己大負載的網(wǎng)站，來分擔(dān)數(shù)據(jù)庫的壓力，通過在內(nèi)存里維護一個統(tǒng)一的巨大的hash表，它能夠用來存儲各種格式的數(shù)據(jù)，包括圖像、視頻、文件以及數(shù)據(jù)庫檢索的結(jié)果等。簡單的說就是將數(shù)據(jù)調(diào)用到內(nèi)存中，然后從內(nèi)存中讀取，從而大大提高讀取速度。

MemCache的工作流程如下：先檢查客戶端的請求數(shù)據(jù)是否在memcached中，如有，直接把請求數(shù)據(jù)返回，不再對數(shù)據(jù)庫進行任何操作；如果請求的數(shù)據(jù)不在memcached中，就去查數(shù)據(jù)庫，把從數(shù)據(jù)庫中獲取的數(shù)據(jù)返回給客戶端，同時把數(shù)據(jù)緩存一份到memcached中（memcached客戶端不負責(zé)，需要程序明確實現(xiàn)）；每次更新數(shù)據(jù)庫的同時更新memcached中的數(shù)據(jù)，保證一致性；當(dāng)分配給memcached內(nèi)存空間用完之后，會使用LRU（Least Recently Used，最近最少使用）策略加上到期失效策略，失效數(shù)據(jù)首先被替換，然后再替換掉最近未使用的數(shù)據(jù)。

Memcached是以守護程序(監(jiān)聽)方式運行于一個或多個服務(wù)器中，隨時會接收客戶端的連接和操作。默認監(jiān)聽端口為11211。

在 Memcached中可以保存的item數(shù)據(jù)量是沒有限制的，只要內(nèi)存足夠 。
Memcached單進程在32位系統(tǒng)中最大使用內(nèi)存為2G，若在64位系統(tǒng)則沒有限制,這是由于32位系統(tǒng)限制單進程最多可使用2G內(nèi)存,要使用更多內(nèi)存，可以分多個端口開啟多個Memcached進程,最大30天的數(shù)據(jù)過期時間,設(shè)置為永久的也會在這個時間過期，常量REALTIME_MAXDELTA 60*60*24*30控制。
最大鍵長為250字節(jié)，大于該長度無法存儲，常量KEY_MAX_LENGTH 250控制.
單個item最大數(shù)據(jù)是1MB，超過1MB數(shù)據(jù)不予存儲，常量POWER_BLOCK 1048576進行控制.但一般都是存儲一些文本,如新聞列表等等,這個值足夠了

memcached 用 slab allocator 機制來管理內(nèi)存(在本專題的后續(xù)文章中會專門說這個內(nèi)存機制的).它是默認的slab大小最大同時連接數(shù)是200，通過 conn_init()中的freetotal進行控制，最大軟連接數(shù)是1024，通過
settings.maxconns=1024 進行控制跟空間占用相關(guān)的參數(shù)：settings.factor=1.25, settings.chunk_size=48, 影響slab的數(shù)據(jù)占用和步進方式。

memcached是一種無阻塞的socket通信方式服務(wù)，基于libevent庫，由于無阻塞通信，對內(nèi)存讀寫速度非常之快。
memcached分服務(wù)器端和客戶端，可以配置多個服務(wù)器端和客戶端，應(yīng)用于分布式的服務(wù)非常廣泛。
memcached作為小規(guī)模的數(shù)據(jù)分布式平臺是十分有效果的。
memcached是鍵值一一對應(yīng)，key默認最大不能超過128個字節(jié)，value默認大小是1M，也就是一個slabs，如果要存2M的值（連續(xù)的），不能用兩個slabs，因為兩個slabs不是連續(xù)的，無法在內(nèi)存中 存儲，故需要修改slabs的大小，多個key和value進行存儲時，即使這個slabs沒有利用完，那么也不會存放別的數(shù)據(jù)。

memcached已經(jīng)可以支持C/C++、Perl、PHP、Python、Ruby、Java、C#、Postgres、Chicken Scheme、Lua、MySQL和Protocol等語言客戶端。

使用Memcache的網(wǎng)站一般流量都是比較大的，為了緩解數(shù)據(jù)庫的壓力，讓Memcache作為一個緩存區(qū)域，把部分信息保存在內(nèi)存中，在前端能夠迅速的進行存取。并且通過memcache的時效expire特性,還可以更簡單的完成一些功能，我總結(jié)如下:

應(yīng)用場景一： 緩解數(shù)據(jù)庫壓力，提高交互速度。

在開發(fā)中不管是基于框架的面向?qū)ο箝_發(fā),還是面向過程開發(fā),數(shù)據(jù)模型一定是要經(jīng)過封裝后再使用的,這樣我們就可以對程序做統(tǒng)一處理,比如在程序開發(fā)初期,我們沒用memcache或者redis來做緩存,我們把從數(shù)據(jù)庫里面取數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)使用query($sql)方法來讀數(shù)據(jù)；

/**
 * 數(shù)據(jù)庫查詢偽代碼,僅僅是提供一個思路
 * @param  string   $sql     sql語句,比如select * form sc_users;
 * @param  int      $expire  緩存失效時間
 * @param  int      $type    1直接從數(shù)據(jù)庫里面讀取,0先走緩存,再走數(shù)據(jù)庫
 * @return {[type]}         [description]
 */
public function query($sql,$expire=300,$type=0){
  if($type == 1){
    return "直接從數(shù)據(jù)庫里面取出來";
  }

  $key = md5($sql); //以md5后的sql作為key
  $result = $this -> mem -> get($key); 
  
  //如果緩存里面沒有
  if(empty($result)){
    $data = "從數(shù)據(jù)庫里面取到數(shù)據(jù)";
    //放入緩存
    $this -> mem -> add($key,$data,MEMCACHE_COMPRESSED,$expire); //$data是個數(shù)組,所以要序列化壓縮一下
    return $data;
  }

  //如果有的話就直接返回;
  return $result; 
}

它的一個總原則是將經(jīng)常需要從數(shù)據(jù)庫讀取的數(shù)據(jù)緩存在memcached中。這些數(shù)據(jù)也分為幾類：

一、經(jīng)常被讀取并且實時性要求不強可以等到自動過期的數(shù)據(jù)。例如網(wǎng)站首頁最新文章列表、某某排行等數(shù)據(jù)。也就是雖然新數(shù)據(jù)產(chǎn)生了，但對用戶體驗不會產(chǎn)生任何影響的場景。
這類數(shù)據(jù)就使用典型的緩存策略，設(shè)置一過合理的過期時間，當(dāng)數(shù)據(jù)過期以后再從數(shù)據(jù)庫中讀取。當(dāng)然你得制定一個緩存清除策略，便于編輯或者其它人員能馬上看到效果。

二、經(jīng)常被讀取并且實時性要求強的數(shù)據(jù)。比如用戶的好友列表，用戶文章列表，用戶閱讀記錄等。
這類數(shù)據(jù)首先被載入到memcached中，當(dāng)發(fā)生更改（添加、修改、刪除）時就清除緩存。在緩存的時候，我將查詢的SQL語句md5（）得到它的 hash值作為key,結(jié)果數(shù)組作為值寫入memcached，并且將該SQL涉及的table_name以及hash值配對存入memcached中。 當(dāng)更改了這個表時，我就將與此表相配對的key的緩存全部刪除。

三、統(tǒng)計類緩存，比如文章瀏覽數(shù)、網(wǎng)站PV等
此類緩存是將在數(shù)據(jù)庫的中來累加的數(shù)據(jù)放在memcached來累加。獲取也通過memcached來獲取。但這樣就產(chǎn)生了一個問題，如果memcached服務(wù)器down 掉的話這些數(shù)據(jù)就有可能丟失，所以一般使用memcached的永固性存儲，這方面新浪使用memcachedb。

四、活躍用戶的基本信息或者某篇熱門文章。
此類數(shù)據(jù)的一個特點就是數(shù)據(jù)都是一行，也就是一個一維數(shù)組，當(dāng)數(shù)據(jù)被update時（比如修改昵稱、文章的評論數(shù)），在更改數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的同時，使用Memcache::replace替換掉緩存里的數(shù)據(jù)。這樣就有效了避免了再次查詢數(shù)據(jù)庫。

五、session數(shù)據(jù)
使用memcached來存儲session的效率是最高的。memcached本身也是非常穩(wěn)定的，不太用擔(dān)心它會突然down掉引起session數(shù)據(jù)的丟失，即使丟失就重新登錄了，也沒啥。

六、冷熱數(shù)據(jù)交互
在做高訪問量的sns應(yīng)用，比如貼吧和論壇，由于其數(shù)據(jù)量大，往往采用了分表分庫的策略，但真正的熱數(shù)據(jù)僅僅是前兩三頁的100條數(shù)據(jù)，這時，我們就可以把這100條數(shù)據(jù)，在寫進數(shù)據(jù)庫之后，同時作為memcache的緩存熱數(shù)據(jù)來使用。

通過以上的策略數(shù)據(jù)庫的壓力將會被大大減輕。檢驗?zāi)闶褂胢emcached是否得當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣榭磎emcached的命中率。有些策略好的網(wǎng)站的命中率可以到達到90%以上。后續(xù)本專題也會討論一下memcache的分布式算法,提高其命中率;

應(yīng)用場景二： 秒殺功能。
其實，本場景嚴格的說應(yīng)該也屬于場景一，多帶帶拎出來說是由于其廣泛的應(yīng)用性。
一個人下單，要牽涉數(shù)據(jù)庫讀取，寫入訂單，更改庫存，及事務(wù)要求， 對于傳統(tǒng)型數(shù)據(jù)庫來說，壓力是巨大的。
可以利用 memcached 的 incr/decr 功能， 在內(nèi)存存儲 count 庫存量， 秒殺 1000 臺每人搶單主要在內(nèi)存操作，速度非常快，搶到 count < =1000 的號人，得一個訂單號，這時再去另一個頁面慢慢支付。

應(yīng)用場景三：中繼 MySQL 主從延遲數(shù)據(jù)

MySQL 在做 replication 時,主從復(fù)制之間必然要經(jīng)歷一個復(fù)制過程,即主從延遲的時間.
尤其是主從服務(wù)器處于異地機房時,這種情況更加明顯.
比如facebook 官方的一篇技術(shù)文章,其加州的主數(shù)據(jù)中心到弗吉尼亞州的主從同步延期達到70ms;

考慮如下場景:
①: 用戶 U 購買電子書 B, insert into Master (U,B);
②: 用戶 U 觀看電子書 B, select 購買記錄[user=’A’,book=’B’] from Slave.
③: 由于主從延遲,第②步中無記錄,用戶無權(quán)觀看該書.
這時,可以利用 memached 在 master 與 slave 之間做過渡(如下圖):

①: 用戶 U 購買電子書 B, memcached->add(‘U:B’,true)
②: 主數(shù)據(jù)庫 insert into Master (U,B);
③: 用戶 U 觀看電子書 B, select 購買記錄[user=’U’,book=’B’] from Slave.
如果沒查詢到,則 memcached->get(‘U:B’),查到則說明已購買但 Slave 延遲.
④: 由于主從延遲,第②步中無記錄,用戶無權(quán)觀看該書.

緩存對象的大小大于1MB
Memcached本身就不是為了處理龐大的多媒體（large media）和巨大的二進制塊（streaming huge blobs）而設(shè)計的。

key的長度大于250字符（所以我們把一些key先md5再存儲）。

應(yīng)用運行在不安全的環(huán)境中Memcached為提供任何安全策略，僅僅通過telnet就可以訪問到memcached。如果應(yīng)用運行在共享的系統(tǒng)上，需要著重考慮安全問題。

業(yè)務(wù)本身需要的是持久化數(shù)據(jù)。

只說一下思路:
把memcached的端口給禁止掉(這時只能本ip訪問),讓其他ip的使用者只能通過對外開放的80端口訪問PHP腳本文件,再通過PHP的腳本文件去訪問memcache;

iptables -a input -p 協(xié)議 -s 可以訪問ip -dport 端口 -j ACCEPT

Memcache應(yīng)用場景介紹，說明[zz]:
http://www.cnblogs.com/literoad/archive/2012/12/23/2830178.html