大家好，我是IT修真院深圳分院第03期学员，一枚正直纯洁善良的程序员。今天给大家分享一下，修真院官网JAVA（职业）任务6的深度思考：
为什么要使用memcache？
背景介绍
1.为什么要使用缓存？
在大多数Web应用都将数据保存到关系型数据库中，WWW服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大、访问的集中，就会出现关系型数据的负担加重、数据库响应缓慢、网站打开延迟等问题。
通过在内存中缓存数据库的查询结果，减少数据访问次数，以提高动态Web应用的速度，提高网站架构的并发能力和可扩展性。
2.memcache是什么？为什么需要memcache（它的作用）？
使用memcache之前，每个服务器的缓存是分开的，总的容量等于单个服务器的缓存容量，还要分出精力去维护所有服务器上缓存的数据，让它们保存一致，如下图。
使用memcache前
使用memcache之后：把每一个使用了缓存的服务器称作节点，memcache则是把这些节点组成一个节点池。 1.容量增大，总的容量是所有服务器缓存容量的总和。2.一个指定的数据的将在同一个节点上进行读写，不需要保持节点间的数据一致，如下图。
使用memcache后
知识剖析
1.memcache到底是什么？
MemCache是一个自由、源码开放、高性能、分布式的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库的负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高了网站访问的速度。MemCaChe是一个存储键值对的HashMap，在内存中对任意的数据（比如字符串、对象等）所使用的key-value存储。
2.memcache的访问模型
memcache访问模型
看图说话
1.可以在同一个服务器上分出多个端口作为一个memcached节点
2.图中分为应用程序服务器和memcache服务器，也就是说，我们可以专门准备一个服务器，不装应用程序，只作为memcache服务器使用。
3.理一下MemCache一次写缓存的过程
service方法里传入需要写缓存的数据并规定key==》
客户端将key传到内部的路由算法模块==》
得到key对应HashCode==》
路由算法根据Key和Memcache几圈服务器列表得到一台服务器编号==》
由服务器编号得到MemCache的IP地址和端口号==》
客户端调用通信模块和指定编号的服务器通信，将数据写入该服务器。
4.MemCache的一次读缓存的过程
读缓存跟写缓存的步骤差不多。
路由算法
1、余数Hash算法
原理：假设key对应的HashCode是50，memcache服务器数目为3，取余数2，那么这个key对应节点node2。
优点：算法简单，能满足绝大多数的缓存路由需求。
缺点：扩容会导致get命中率大幅度下降。
下图中，红色字体表示get命中
扩容前后对比
2.一致性Hash算法
原理：先构造一个长度为232的证书换（这个环被称为一致性Hash环），根据节点名称的Hash值（值的分布范围为[0,232-1]）把MemCache服务器节点放在这个Hsah环上，接着根据需要缓存的数据的Key对应的Hash值（值的分布范围也是[0,232-1]），然后在Hash环上顺时针查找距离这Key的Hash值最近的服务器节点，完成一次写操作。
优点：扩容方便,get命中率下降的不是很厉害。而且，节点数越多，每次扩容后get命中率下降越小。也就是说，你不用熬夜加班扩容、预热缓存。也就是说，你没有加班费了。
扩容前
扩容后
Memcache实现原理
首先要理解下面的一些概念：
1）MemCache的数据是存放在内存中的；
2）这里面涉及4个概念：slab_class，slab，page，chunk
3）MemCache将内存分为一组slab，每个slab下又有若干个page，每个page大小都是固定的1M；
4）每个page里面包含一组chunk，chunk是真正存放数据的地方，同一个slab里面的chunk大小是固定的；
5）有相同大小chunk的slb被组织在一起，被称为slab_class。
MemCache中的value过来存放的地方是由value的大小决定的，value总是会被存放到与chunk大小最接近的一个slab中，比如slab[1]的chunk大小为80字节、slab[2]的chunk大小为100字节、slab[3]的chunk大小为128字节（相邻slab内的chunk基本以1.25为比例进行增长，MemCache启动时可以用-f指定这个比例），那么过来一个88字节的value，这个value将被放到2号slab中。放slab的时候，首先slab要申请内存，申请内存是以page为单位的，所以在放入第一个数据的时候，无论大小为多少，都会有1M大小的page被分配给该slab。申请到page后，slab会将这个page的内存按chunk的大小进行切分，这样就变成了一个chunk数组，最后从这个chunk数组中选择一个用于存储数据。
Memcache常用命令
1.安装命令
memcache依赖于libevent，要先安装libevent才能安装memcache
2.启动命令
3.查看命令
stats 返回MemCache通用统计信息
stats items 返回哥哥slab中item的数目和最老的item的年龄（最后一次访问举例现在的秒数）
statsslabs 返回MemCache运行期间创建的每个slab的信息
常见问题
1.memcache和memcached的区别？
memcache是项目的名称，memcached是memcache服务器端可执行文件的名称。
2.memcache无可用连接？
解决思路：
确认服务器上的memcached服务有没有打开==》服务器用telnet看能不能连上memcached
本地用telnet连接服务器的memcached
重启服务器
为什么使用memcache?_腾讯视频
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