一 Memcached 介绍
（一）Memcached 简单介绍
弊端 不能持久化 （不支持存在硬盘里）
Memcached 只支持能序列化的数据类型，不支持持久化，基于Key-Value的内存缓存系统
memcached 虽然没有像redis所具备的数据持久化功能，比如RDB和AOF都没有，但是可以通过做集群同步的方式，让各memcached服务器的数据进行同步，从而实现数据的一致性，即保证各memcached的数据是一样的，即使有任何一台 memcached 发生故障，只要集群中有一台 memcached 可用就不会出现数据丢失，当其他memcached 重新加入到集群的时候,可以自动从有数据的memcached 当中自动获取数据并提供服务
Memcached 借助了操作系统的 libevent 工具做高效的读写。libevent是个程序库，它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥高性能。memcached使用这个libevent库，因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能
Memcached 支持最大的内存存储对象为1M，超过1M的数据可以使用客户端压缩或拆分报包放到多个key中，比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长，memcached 最适合保存用户的session实现session共享
Memcached存储数据时, Memcached会去申请1MB的内存, 把该块内存称为一个slab, 也称为一个page
Memcached 支持多种开发语言，包括：JAVA,C,Python,PHP,C#,Ruby,Perl等
Memcached 官网：memcached - a distributed memory object caching system
（二）Memcached 和 Redis 比较
| 比较类别 | Redis | memcached |
|---|---|---|
| 支持的数据结构 | 哈希、列表、集合、有序集合 | 纯kev-value |
| 持久化支持 | 有 | 无 |
| 高可用支持 | redis支持集群功能，可以实现主动复制，读写分离官方也提供了sentinel集群管理工具，能够实现主从服务监控，故障自动转移，这一切，对于客户端都是透明的，无需程序改动，也无需人工介入 | 需要二次开发 |
| 存储value容量 | 最大512M | 最大1M |
| 内存分配 | 临时申请空间，可能导致碎片 | 预分配内存池的方式管理内存，能够省去内存分配时间 |
| 虚拟内存使用 | 有自己的VM机制，理论上能够存储比物理内存更多的数据，当数据超量时，会引发swap，把冷数据刷到磁盘上 | 所有的数据存储在物理内存里 |
| 网络类型 | 非阻塞IO复用模型,提供一些非KV存储之外的排序聚合功能，在执行这些功能时，复杂的CPU计算，会阻塞整个IO调度 | 非阻塞IO复用模型 |
| 水平扩展支持 | redis cluster 可以横向扩展 | 暂无 |
| 多线程 | Redis6.0之前是只支持单线程 | Memcached支持多线程,CPU利用方面Memcache优于redis |
| 单机QPS | 约10W | 约60W |
| 源代码可读性 | 代码清爽简洁 | 可能是考虑了太多的扩展性，多系统的兼容性，代码不清爽 |
| 适用场景 | 复杂数据结构、有持久化、高可用需求、value存储内容较大 | 纯KV，数据量非常大，并发量非常大的业务 |
（三） 生产环境架构
memcached 速度快 放在前面 提升用户体验
二 Memcached 工作机制
（一）内存分配机制
应用程序运行需要使用内存存储数据，但对于一个缓存系统来说，申请内存、释放内存将十分频繁，非常容易导致大量内存碎片，最后导致无连续可用内存可用。
Memcached采用了Slab Allocator机制来分配、管理内存。
-
Page：分配给Slab的内存空间，默认为1MB，分配后就得到一个Slab。Slab分配之后内存按照固定字节大小等分成chunk。
-
Chunk：用于缓存记录k/v值的内存空间。Memcached会根据数据大小选择存到哪一个chunk中，假设chunk有128bytes、64bytes等多种，数据只有100bytes存储在128bytes中，存在少许浪费。
-
Chunk最大就是Page的大小，即一个Page中就一个Chunk
-
Slab Class：Slab按照Chunk的大小分组，就组成不同的Slab Class, 第一个Chunk大小为 96B的Slab为Class1,Chunk 120B为Class 2,如果有100bytes要存，那么Memcached会选择下图中Slab Class 2 存储，因为它是120bytes的Chunk。Slab之间的差异可以使用Growth Factor 控制，默认1.25。
自己的话理解就是：
划分若干个部分 以96kb为第一个盒子 第二个盒子乘以1.25
96kb 120kb 150kb 以此类推 最大盒子1024kb
把数据按照大小 放对应的盒子
（二）懒过期 Lazy Expiration
memcached不会监视数据是否过期，而是在取数据时才看是否过期，如果过期,把数据有效期限标识为0，并不清除该数据。以后可以覆盖该位置存储其它数据。
（三）LRU （最近最少使用算法）
当内存不足时，memcached会使用LRU（Least Recently Used）机制来查找可用空间，分配给新记录使用
自己的话理解就是 : 像内存一样 一直使用的数据放在最上面 不用的会被替换掉
（四）集群
Memcached集群，称为基于**客户端**的分布式集群，即由客户端实现集群功能，即Memcached本身不支持集群
Memcached集群内部并不互相通信，一切都需要客户端连接到Memcached服务器后自行组织这些节点，并决定数据存储的节点。
三 安装 memcached
（一） yum 安装
1， yum 安装
2，找到配置文件
3，编辑配置文件
配置文件不用改动
[root@localhost ~]#vim /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211" #监听端口
USER="memcached" #启动用户
MAXCONN="1024" #最大连接数
CACHESIZE="64" #最大使用内存
OPTIONS="" #其他选项（二） 编译安装
1， 安装 依赖环境
2，从官网下载 压缩包
3，解压缩 并去到解压后的文件
4，指明安装目录
5，安装
6，做软连接方便补全
7，生成程序用户
8 写配置文件
cat > /etc/sysconfig/memcached << eof
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS=""
eof9 写service 文件
cat > /lib/systemd/system/memcached.service << eof
[Unit]
Description=memcached daemon
Before=httpd.service
After=network.target
[Service]
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/memcached
ExecStart=/apps/memcached/bin/memcached -p \${PORT} -u \${USER} -m \${CACHESIZE} -c \${MAXCONN} \$OPTIONS
[Install]
WantedBy=multi-user.target
eof10 启动 memcached 数据库
四 memcached 常见选项
-u username memcached运行的用户身份，必须普通用户
-p 绑定的端口，默认11211
-m num 最大内存，单位MB，默认64MB
-c num 最大连接数，缺省1024
-d 守护进程方式运行
-f 增长因子Growth Factor，默认1.25
-v 详细信息，-vv能看到详细信息
-M 使用内存直到耗尽，不许LRU
-U 设置UDP监听端口，0表示禁用UDP
#默认前台执行
[root@centos7 ~]#memcached -u memcached -m 1024 -c 65536 -f 2 -vv #以后台方式执行
[root@centos7 ~]#memcached -u memcached -m 1024 -c 65536 -d五 memcached 开发库和工具
--help 查看选项
（一） memping 检测连接服务器
检测数据库是否存在
（二）memstat
查看数据库状态
六 memcached 内部操作
（一）增删改数据
set 修改数据
add 添加数据
get 调用数据
delete 删除数据
此处class 可以理解为变量 ky35 为变量值
（二）查数据
stats
#显示服务状态
stats items
#显示各个 slab 中 item 的数目和存储时长(最后一次访问距离现在的秒数)。
stats slabs
#用于显示各个slab的信息，包括chunk的大小、数目、使用情况等
七 memcached集群部署架构
（一）架构图
magent已经有很长时间没有更新，因此可以不再使用magent，直接通过负载均衡连接到memcached，仍然有两台memcached做高可用，repcached版本的memcached之间会自动同步数据，以保持数据一致性，即使其中的一台memcached故障也不影响业务正常运行，故障的memcached修复上线后再自动从另外一台同步数据即可保持数据一致性。
（二） 主从复制 （高可用）
注意! memcached 只能用 1.28版本 另一台下二阶软件 repcached1.28版本
两台机器做数据库高可用
1 实验环境
77装memcached 99装repcached 做数据库高可用
2 实验步骤
99机器：
[root@centos7 ~]# yum -y install gcc libevent libevent-devel
[root@centos7 ~]# wget https://jaist.dl.sourceforge.net/project/repcached/repcached/2.2.1-1.2.8/memcached-1.2.8-repcached-2.2.1.tar.gz
[root@centos7 ~]# tar xf memcached-1.2.8-repcached-2.2.1.tar.gz
[root@centos7 ~]# cd memcached-1.2.8-repcached-2.2.1
[root@centos7 memcached-1.2.8-repcached-2.2.1]# ./configure --prefix=/apps/repcached --enable-replication
[root@centos7 memcached-1.2.8-repcached-2.2.1]# make #报错如下1，安装编译环境
2，下载安装包 解压
3， ./configure 指明安装目录 添加replicaton 模块
4，make 会报错
5，解决办法：
[root@centos7 memcached-1.2.8-repcached-2.2.1]# vim memcached.c
56 #ifndef IOV_MAX
57 #if defined(__FreeBSD__) || defined(__APPLE__)
58 # define IOV_MAX 1024
59 #endif
60 #endif#改为如下内容，即删除原有的原第57，59行
56 #ifndef IOV_MAX
57 # define IOV_MAX 1024
58 #endifvim memcached.c 删除原有的原第57，59行
6, make && make install 不会报错
7，做软连接
8，创建程序用户
9， 后台启动 -d 后台 -x 和谁同步
10 ss -ntl 查看是否启动
l指 -l, --listening display listening sockets
11把 /apps 的内容同步 到77机器
77机器：
1， tree 看到内容 已被同步过来
2，创建用户
3，做软连接
4 安装库否则起不来
5， 与99机器同步 后台启动
6， ss -ntl 查看是否启动
3 实验结果
在99 机器的数据库上加niubi
在77 机器上也能调用
（三）haproxy 做memcached 数据库 反向代理
1，实验环境
77 99 做数据库真实服务器 66 装haproxy做代理服务器
2， 实验步骤
66机器
1 安装haproxy
2， vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 写配置文件
3，重启 连接66机器的 11211 端口
4，我们通过66代理服务器 也能得到数据库真实服务器的内容
