大家好，我是IT修真院深圳分院第03期學員，一枚正直純潔善良的程序員。今天給大家分享一下，修真院官網JAVA（職業）任務6的深度思考：
為什么要使用memcache？
背景介紹
1.為什么要使用緩存？
在大多數Web應用都將數據保存到關系型數據庫中，WWW服務器從中讀取數據并在瀏覽器中顯示。但隨著數據量的增大、訪問的集中，就會出現關系型數據的負擔加重、數據庫響應緩慢、網站打開延遲等問題。
通過在內存中緩存數據庫的查詢結果，減少數據訪問次數，以提高動態Web應用的速度，提高網站架構的并發能力和可擴展性。
2.memcache是什么？為什么需要memcache（它的作用）？
使用memcache之前，每個服務器的緩存是分開的，總的容量等于單個服務器的緩存容量，還要分出精力去維護所有服務器上緩存的數據，讓它們保存一致，如下圖。
使用memcache之后：把每一個使用了緩存的服務器稱作節點，memcache則是把這些節點組成一個節點池。 1.容量增大，總的容量是所有服務器緩存容量的總和。2.一個指定的數據的將在同一個節點上進行讀寫，不需要保持節點間的數據一致，如下圖。
知識剖析
1.memcache到底是什么？
MemCache是一個自由、源碼開放、高性能、分布式的分布式內存對象緩存系統，用于動態Web應用以減輕數據庫的負載。它通過在內存中緩存數據和對象來減少讀取數據庫的次數，從而提高了網站訪問的速度。MemCaChe是一個存儲鍵值對的HashMap，在內存中對任意的數據（比如字符串、對象等）所使用的key-value存儲。
2.memcache的訪問模型
看圖說話
1.可以在同一個服務器上分出多個端口作為一個memcached節點
2.圖中分為應用程序服務器和memcache服務器，也就是說，我們可以專門準備一個服務器，不裝應用程序，只作為memcache服務器使用。
3.理一下MemCache一次寫緩存的過程
service方法里傳入需要寫緩存的數據并規定key==》
客戶端將key傳到內部的路由算法模塊==》
得到key對應HashCode==》
路由算法根據Key和Memcache幾圈服務器列表得到一臺服務器編號==》
由服務器編號得到MemCache的IP地址和端口號==》
客戶端調用通信模塊和指定編號的服務器通信，將數據寫入該服務器。
4.MemCache的一次讀緩存的過程
讀緩存跟寫緩存的步驟差不多。
路由算法
1、余數Hash算法
原理：假設key對應的HashCode是50，memcache服務器數目為3，取余數2，那么這個key對應節點node2。
優點：算法簡單，能滿足絕大多數的緩存路由需求。
缺點：擴容會導致get命中率大幅度下降。
下圖中，紅色字體表示get命中
2.一致性Hash算法
原理：先構造一個長度為232的證書換（這個環被稱為一致性Hash環），根據節點名稱的Hash值（值的分布范圍為[0,232-1]）把MemCache服務器節點放在這個Hsah環上，接著根據需要緩存的數據的Key對應的Hash值（值的分布范圍也是[0,232-1]），然后在Hash環上順時針查找距離這Key的Hash值最近的服務器節點，完成一次寫操作。
優點：擴容方便,get命中率下降的不是很厲害。而且，節點數越多，每次擴容后get命中率下降越小。也就是說，你不用熬夜加班擴容、預熱緩存。也就是說，你沒有加班費了。
Memcache實現原理
首先要理解下面的一些概念：
1）MemCache的數據是存放在內存中的；
2）這里面涉及4個概念：slab_class，slab，page，chunk
3）MemCache將內存分為一組slab，每個slab下又有若干個page，每個page大小都是固定的1M；
4）每個page里面包含一組chunk，chunk是真正存放數據的地方，同一個slab里面的chunk大小是固定的；
5）有相同大小chunk的slb被組織在一起，被稱為slab_class。
MemCache中的value過來存放的地方是由value的大小決定的，value總是會被存放到與chunk大小最接近的一個slab中，比如slab[1]的chunk大小為80字節、slab[2]的chunk大小為100字節、slab[3]的chunk大小為128字節（相鄰slab內的chunk基本以1.25為比例進行增長，MemCache啟動時可以用-f指定這個比例），那么過來一個88字節的value，這個value將被放到2號slab中。放slab的時候，首先slab要申請內存，申請內存是以page為單位的，所以在放入第一個數據的時候，無論大小為多少，都會有1M大小的page被分配給該slab。申請到page后，slab會將這個page的內存按chunk的大小進行切分，這樣就變成了一個chunk數組，最后從這個chunk數組中選擇一個用于存儲數據。
Memcache常用命令
1.安裝命令
memcache依賴于libevent，要先安裝libevent才能安裝memcache
2.啟動命令
3.查看命令
stats ? ? ? ?? ?????返回MemCache通用統計信息
stats items ? ? ?返回哥哥slab中item的數目和最老的item的年齡（最后一次訪問舉例現在的秒數）
statsslabs ? ? ? 返回MemCache運行期間創建的每個slab的信息
常見問題
1.memcache和memcached的區別？
memcache是項目的名稱，memcached是memcache服務器端可執行文件的名稱。
2.memcache無可用連接？
解決思路：
確認服務器上的memcached服務有沒有打開==》服務器用telnet看能不能連上memcached
本地用telnet連接服務器的memcached
重啟服務器
今天的分享就到這里啦，歡迎大家點贊、轉發、留言、拍磚~
技能樹.IT修真院
“我們相信人人都可以成為一個工程師，現在開始，找個師兄，帶你入門，掌控自己學習的節奏，學習的路上不再迷茫”。
這里是技能樹.IT修真院，成千上萬的師兄在這里找到了自己的學習路線，學習透明化，成長可見化，師兄1對1免費指導。快來與我一起學習吧。
