零. 简介
Memcached 是一款开源、 分布式内存对象缓存系统， 用于加快动态网站响应， 降低数据库负载
Memcached 使用简单， 支持多种语言的 API， 解决面对大量数据的缓存问题
一. 设计哲学
（1） 键值对存储
服务器不关心数据是什么样的。 存储单元由 key、 过期时间、 可选的标记和数据组成。 它不懂数据结构， 传输数据前需要序列化。
（2）一半逻辑在客户端， 另一半逻辑在服务端
客户端知道如何选择（哈希）哪个服务端去读/写存储单元， 并且知道如何处理无法连到服务端的情况
服务端知道如何存储和获取数据单元， 并且它知道如何清除或者重用内存。
（3）服务端彼此之间不通信
即服务端之间没有同步、 没有多播、 没有复制。 增加服务器就是增加可用内存。 但是正因为这个特性， Memcached 存在单点故障， 如果需要做高可用， 需要使用 Magent 这样的代理服务软件去实现高可用。
（4）时间复杂度 O(1)
所有的命令都被尽量实现为快速和对锁友好，提供了近乎确定的查询速度。 在慢的机器上查询时间低于 1ms， 在高端服务器上可以达到百万/s 的吞吐量
（5）遗忘是一种特性
删除item对象时，不释放内存，作删除标记，指针方式 slot 回收插槽，下次分配的时候直接使用；
（6）缓存无效
客户端通过 hash 直接告诉服务端缓存数据无效， 而不是多播让所有服务器的该 item 缓存无效
二. Memcached 实战
(1) 安装 memcached 很简单， 如果是 CentOS 或者 Red Hat 直接
yum install memcached
如果是 Ubuntu/Debian 则使用 apt-get
(2) 检查 Memcached 是否安装成功：可以查看到帮助信息说明安装成功
memcached -h
(3) 启动 Memcached （假设 138.138.138.11 是你的外网 ip， 在 CentOS7 上设置 11211 默认端口访问不了， 查看也没被占用， 很奇怪， 所以下面监听 11222 端口）
memcached -d -u root -l 138.138.138.11 -p 11222 -vv
-d 以守护程序（daemon）方式运行
-u root 指定用户，如果当前为 root ，需要此参数指定用户
-P /tmp/a.pid 保存PID到指定文件
-m 默认 64，不包含memcached本身占用，单位为 MB
-M 内存不够时禁止 LRU
-n 48 初始 chunk=key+suffix+value+32 结构体，默认 48 字节
-f 1.25 增长因子，默认1.25
-L 启用大内存页，可以降低内存浪费，改进性能
-l 监听的 IP 地址， 服务器有两个网卡一个对内一个对外， 如果设置为 127.0.0.1 则只能本地访问 memcached， 设置外网 ip 则可以接受外来的访问
-p 11211 TCP端口，默认为11211
-U 11211 UDP端口，默认为11211，0为关闭
-c 1024 最大并发连接数，默认1024，最好是200
-t 4 线程数，默认4
-R 20 每个event连接最大并发数，默认20
-C 禁用CAS命令（可以禁止版本计数，减少开销）
-vv 打印交互式详细信息， 可以看到连接进来的人正在做什么操作
(4) 检查 Memcached 是否成功启动：
ps -ef | grep memcached
(5) 远程连接 Memcached： 连接成功显示 Connected to 138.138.138.11. Escape character is '^]'.
telnet 138.138.138.11 11222
(6) 连接成功后输入
stats 可以查看服务整体状态
STAT pid 5013 memcache服务器的进程ID
STAT uptime 3524589 服务器已经运行的秒数
STAT time 1453720323 服务器当前的unix时间戳
STAT version 1.4.17 memcache版本
STAT libevent 2.0.16-stable
STAT pointer_size 64 当前操作系统的指针大小（32位系统一般是32bit）
STAT usage_user 20513.015760 进程的累计用户时间
STAT rusage_system 45473.527888 进程的累计系统时间
STAT cur_connections 102 当前打开着的连接数
STAT total_connections 60437 从服务器启动以后曾经打开过的连接数
STAT connection_structures 243 服务器分配的连接构造数
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 474507075 get命令（获取）总请求次数
STAT cmd_set 334776915 set命令（保存）总请求次数
STAT cmd_flush 97
STAT cmd_touch 0
STAT get_hits 301883351 总命中次数
STAT get_misses 172623724 总未命中次数
STAT delete_misses 208322
STAT delete_hits 35095518
STAT incr_misses 0
STAT incr_hits 0
STAT decr_misses 0
STAT decr_hits 0
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 268709016022 总读取字节数（请求字节数）
STAT bytes_written 754717253318 总发送字节数（结果字节数）
STAT limit_maxbytes 536870912 分配给memcache的内存大小（字节）
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 4 当前线程数
STAT conn_yields 17561
STAT hash_power_level 18
STAT hash_bytes 2097152
STAT hash_is_expanding 0
STAT malloc_fails 0
STAT bytes 473920740 当前服务器存储items占用的字节数
STAT curr_items 265877 服务器当前存储的items数量
STAT total_items 239409267 从服务器启动以后存储的items总数量
STAT expired_unfetched 49973876
STAT evicted_unfetched 23514857
STAT evictions 27383392 为获取空闲内存而删除的items数（分配给memcache的空间用满后需要删除旧的items来得到空间分配给新的items）
STAT reclaimed 52732799
三. 客户端的选择
客户端有三种选择： spymemcached、 java-memcached、 xmemcached
具体看
https://xmemcached.googlecode.com/svn/trunk/benchmark/benchmark.html 有性能对比图， 当然因为是 xmemcached 自己的性能测试报告， 不一定和每个人使用的时候场景一样， 具体可以自己测试后再作出选择。
引入 xmemcached-1.3.6.jar 的包
测试代码如下：
package com.wenniuwuren.memcached;
import net.rubyeye.xmemcached.MemcachedClient;
import net.rubyeye.xmemcached.XMemcachedClientBuilder;
import net.rubyeye.xmemcached.utils.AddrUtil;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* Created by wenniuwuren on 16/3/6.
*/
public class MemcachedTest {
public static void main(String[] args) {
try {
//New a XMemcachedClient instance
XMemcachedClientBuilder builder = new XMemcachedClientBuilder(AddrUtil.getAddresses("138.138.138.11:11222"));
MemcachedClient client = builder.build();
Map map = new HashMap<>();
map.put("1", "2");
client.set("key", 3000, map);
Map cachedMap = (Map)client.get("key");
System.out.println(cachedMap.get("1"));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
四. Memcached 集群
因为 Memcached 设计哲学的极简， 所以集群不熟非常简单， 服务端新启动一个 Memcached 进程就行。 其他的交给客户端完成。 如果客户端使用普通的 Hash 算法，则新增 Memcached 会重新计算 Hash 值使旧的缓存失效。 如果客户端使用一致性 Hash 算法， 则不会影响旧的缓存数据。
新加个端口为 11333 的 Memcached 进程， 可以看到两个 Memcached 存储内容不同， 证明上述 Memcached 服务间不互相通信。
五. Memcached 局限性
（1）存储格式单一， 就是 <String, Object>， 想使用复杂点的数据结构（list、 set、 hash）一般会选用 Redis
（2）最大只能存储 1M 的 item， 而
（3）最大键长 250 字节
（4）只存在缓存， 数据重启丢失，而 Redis 支持持久化（但是也经常会丢数据）， 并在此基础上实现主从同步， 而 Memcached 存在单点故障
（5）
数据一致性问题： Memcached 使用 CAS 保证。 而 Redis 使用事务， 保证一系列命令的原子性。
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