深入研究memcache 特性和限制

深入研究memcache

特性和限制
在 Memcached中可以保存的item数据量是没有限制的，只要内存足够 。
Memcached 单进程最大使用内存为2G，要使用更多内存，可以分多个端口开启多个Memcached进程最大30天的数据过期时间,设置为永久的也会在这个时间过期， 常量REALTIME_MAXDELTA 60*60*24*30控制最大键长为250字节，大于该长度无法存储，常量KEY_MAX_LENGTH 250控制单个item最大数据是1MB，超过1MB数据不予存储，常量POWER_BLOCK 1048576进行控制，它是默认的slab大小 最大同时连接数是200，通过 conn_init()中的freetotal进行控制，最大软连接数是1024，通过settings.maxconns=1024 进行控制跟空间占用相关的参数：settings.factor=1.25, settings.chunk_size=48, 影响slab的数据占用和步进方式memcached是一种无阻塞的socket通信方式服务，基于libevent库，由于无阻塞通信，对内存读写速度 非常之快。
memcached分服务器端和客户端，可以配置多个服务器端和客户端，应用于分布式的服务非常广泛。
memcached作为小规模的数据分布式平台是十分有效果的。
memcached 是键值一一对应，key默认最大不能超过128个字 节，value默认大小是1M，也就是一个slabs，如果要存2M的值（连续的），不能用两个slabs，因为两个slabs不是连续的，无法在内存中 存储，故需要修改slabs的大小，多个key和value进行存储时，即使这个slabs没有利用完，那么也不会存放别的数据。

# /usr/local/bin/memcached -d -m 10 -u root -l 192.168.0.200 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid

-d选项是启动一个守护进程，
-m是分配给Memcache使用的内存数量，单位是MB，我这里是10MB，
-u是运行Memcache的用户，我这里是root，
-l是监听的服务器IP地址，如果有多个地址的话，我这里指定了服务器的IP地址192.168.0.200，
-p是设置Memcache监听的端口，我这里设置了12000，最好是1024以上的端口，
-c选项是最大运行的并发连接数，默认是1024，我这里设置了256，按照你服务器的负载量来设定，
-P是设置保存Memcache的pid文件，我这里是保存在 /tmp/memcached.pid，

2）如果要结束Memcache进程，执行：

# kill `cat /tmp/memcached.pid`

Memcache使用了Slab Allocator的内存分配机制:按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块，以完全解决内存碎片问题。Memcache的存储涉及到slab，page，chunk三个概念
1．Chunk为固定大小的内存空间，默认为96Byte。
2．page对应实际的物理空间，1个page为1M。
3．同样大小的chunk又称为slab。
Memcached再启动的时候根据-n和-f参数，产生若干slab。具体应用中Memcache每次申请1page，并将这1M空间分割成若干个chunk，这些chunk有着同样的大小，属于同一个slab。

【添加】

通过memcache添加item的时候：
1． Memcache计算item的大小（key+value+flags）,选取合适的slab（刚好能放下该item的slab）
2． 如果这个item对应的slab未出现过，则申请1个page（注意，这1M空间不论是否达到memcached使用内存都可以申请成功）并加该item存入slab中的chunk
3． 如果item对应的slab出现过，则在该slab中优先选择expired（free_chunks）和delete（在1.2.2中delete的 chunk存在着不能被重复利用的问题）的chunk进行存储，其次将选择未使用过的chunk（free_chunks_end）进行存储。
4． 如果item对应的slab出现过，但是对应的slab已经存储满了，那么会申请一个新的page，这个page被分为对应大小的chunk，继续存储。
5． 如果item对应的slab出现过，但是对应的slab已经存储满了并且memcache也达到了最大内存使用。将使用lru算法，清除item（可能将未过期的item清除）此时会有eviction++

【删除】：
1． Delete操作只是将该chunk置为删除状态，这样在下次使用将优先利用这样的chunk。
【flush】
1． Flush操作相当于将所有的item失效的一个动作。并不会改变memcache内存分配情况。
【一些注意】
1. memcache已经分配的内存不会再主动清理。
2. memcache分配给某个slab的内存页不能再分配给其他slab。
3. flush_all不能重置memcache分配内存页的格局，只是给所有的item置为过期。
4. memcache最大存储的item(key+value)大小限制为1M，这由page大小1M限制
5． 由于memcache的分布式是客户端程序通过hash算法得到的key取模来实现，不同的语言可能会采用不同的hash算法，同样的客户端程序也有可能 使用相异的方法，因此在多语言、多模块共用同一组memcached服务时，一定要注意在客户端选择相同的hash算法
6．启动memcached时可以通过-M参数禁止LRU替换，在内存用尽时add和set会返回失败
7．memcached启动时指定的是数据存储量，没有包括本身占用的内存、以及为了保存数据而设置的管理空间。因此它占用的内存量会多于启动时指定的内存分配量，这点需要注意。
8．memcache存储的时候对key的长度有限制，php和C的最大长度都是250