Memcached是danga.com（運營LiveJournal的技術(shù)團(tuán)隊）開發(fā)的一套分布式內(nèi)存對象緩存系統(tǒng)，用于在動態(tài)系統(tǒng)中減少數(shù)據(jù)庫負(fù)載，提升性能。關(guān)于這個東西，相信很多人都用過，本文意在通過對memcached的實現(xiàn)及代碼分析，獲得對這個出色的開源軟件更深入的了解，并可以根據(jù)我們的需要對其進(jìn)行更進(jìn)一步的優(yōu)化。末了將通過對BSM_Memcache擴展的分析，加深對memcached的使用方式理解。

本文的部分內(nèi)容可能需要比較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)作為輔助。

◎Memcached是什么

在闡述這個問題之前，我們首先要清楚它“不是什么”。很多人把它當(dāng)作和SharedMemory那種形式的存儲載體來使用，雖然memcached使用了同樣的“Key=>Value”方式組織數(shù)據(jù)，但是它和共享內(nèi)存、APC等本地緩存有非常大的區(qū)別。Memcached是分布式的，也就是說它不是本地的。它基于網(wǎng)絡(luò)連接（當(dāng)然它也可以使用localhost）方式完成服務(wù)，本身它是一個獨立于應(yīng)用的程序或守護(hù)進(jìn)程（Daemon方式）。

Memcached使用libevent庫實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，理論上可以處理無限多的連接，但是它和Apache不同，它更多的時候是面向穩(wěn)定的持續(xù)連接的，所以它實際的并發(fā)能力是有限制的。在保守情況下memcached的最大同時連接數(shù)為200，這和Linux線程能力有關(guān)系，這個數(shù)值是可以調(diào)整的。關(guān)于libevent可以參考相關(guān)文檔。Memcached內(nèi)存使用方式也和APC不同。APC是基于共享內(nèi)存和MMAP的，memcachd有自己的內(nèi)存分配算法和管理方式，它和共享內(nèi)存沒有關(guān)系，也沒有共享內(nèi)存的限制，通常情況下，每個memcached進(jìn)程可以管理2GB的內(nèi)存空間，如果需要更多的空間，可以增加進(jìn)程數(shù)。

◎Memcached適合什么場合

在很多時候，memcached都被濫用了，這當(dāng)然少不了對它的抱怨。我經(jīng)常在論壇上看見有人發(fā)貼，類似于“如何提高效率”，回復(fù)是“用memcached”，至于怎么用，用在哪里，用來干什么一句沒有。memcached不是萬能的，它也不是適用在所有場合。

Memcached是“分布式”的內(nèi)存對象緩存系統(tǒng)，那么就是說，那些不需要“分布”的，不需要共享的，或者干脆規(guī)模小到只有一臺服務(wù)器的應(yīng)用，memcached不會帶來任何好處，相反還會拖慢系統(tǒng)效率，因為網(wǎng)絡(luò)連接同樣需要資源，即使是UNIX本地連接也一樣。在我之前的測試數(shù)據(jù)中顯示，memcached本地讀寫速度要比直接php內(nèi)存數(shù)組慢幾十倍，而APC、共享內(nèi)存方式都和直接數(shù)組差不多。可見，如果只是本地級緩存，使用memcached是非常不劃算的。

Memcached在很多時候都是作為數(shù)據(jù)庫前端cache使用的。因為它比數(shù)據(jù)庫少了很多SQL解析、磁盤操作等開銷，而且它是使用內(nèi)存來管理數(shù)據(jù)的，所以它可以提供比直接讀取數(shù)據(jù)庫更好的性能，在大型系統(tǒng)中，訪問同樣的數(shù)據(jù)是很頻繁的，memcached可以大大降低數(shù)據(jù)庫壓力，使系統(tǒng)執(zhí)行效率提升。另外，memcached也經(jīng)常作為服務(wù)器之間數(shù)據(jù)共享的存儲媒介，例如在SSO系統(tǒng)中保存系統(tǒng)單點登陸狀態(tài)的數(shù)據(jù)就可以保存在memcached中，被多個應(yīng)用共享。

需要注意的是，memcached使用內(nèi)存管理數(shù)據(jù)，所以它是易失的，當(dāng)服務(wù)器重啟，或者memcached進(jìn)程中止，數(shù)據(jù)便會丟失，所以memcached不能用來持久保存數(shù)據(jù)。很多人的錯誤理解，memcached的性能非常好，好到了內(nèi)存和硬盤的對比程度，其實memcached使用內(nèi)存并不會得到成百上千的讀寫速度提高，它的實際瓶頸在于網(wǎng)絡(luò)連接，它和使用磁盤的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比，好處在于它本身非常“輕”，因為沒有過多的開銷和直接的讀寫方式，它可以輕松應(yīng)付非常大的數(shù)據(jù)交換量，所以經(jīng)常會出現(xiàn)兩條千兆網(wǎng)絡(luò)帶寬都滿負(fù)荷了，memcached進(jìn)程本身并不占用多少CPU資源的情況。

◎Memcached的工作方式

以下的部分中，讀者最好能準(zhǔn)備一份memcached的源代碼。

Memcached是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序，如果啟動的時候使用了-d參數(shù)，它會以守護(hù)進(jìn)程的方式執(zhí)行。創(chuàng)建守護(hù)進(jìn)程由daemon.c完成，這個程序只有一個daemon函數(shù)，這個函數(shù)很簡單（如無特殊說明，代碼以1.2.1為準(zhǔn)）：

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