Memcached
为什么要使用memcache
由于网站的高并发读写需求，传统的关系型数据库开始出现瓶颈，例如：
1）对数据库的高并发读写：
关系型数据库本身就是个庞然大物，处理过程非常耗时（如解析SQL语句，事务处理等）。如果对关系型数据库进行高并发读写（每秒上万次的访问），那么它是无法承受的。
2）对海量数据的处理：
对于大型的SNS网站，每天有上千万次的数据产生（如twitter, 新浪微博）。对于关系型数据库，如果在一个有上亿条数据的数据表中查找某条记录，效率将非常低。
使用memcache能很好的解决以上问题。
1.定义：Memcached是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统。目前全世界不少人使用这个缓存项目来构建自己大负载的网站，在内存中开辟一块区间，来分担数据库的压力，通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表，它能够用来存储各种格式的数据（基本类型、数组、对象等），包括图像、视频、文件以及数据库检索的结果等。简单的说就是将数据调用到内存中，然后从内存中读取，从而大大提高读取速度。
Key(键) Value(值)
唯一键值(String) 基本数据(整型, 浮点型，字串,布尔) ，复合类型 (数组, 对象) ,特殊类型(NULL, 不能存放资源), 二进制数据(图片，视频，音频)
简单的说，memcached就是在内存中维护一张巨大的hash表,通过自己的一套算法来维护数据的操作。
2.后台操作数据
访问数据速度：寄存>内存>磁盘>数据库。
- 每次从数据库获取数据；
- 页面静态化->虽然速度快了些,但是仍然是从磁盘文件获取，速度还是慢；
- 第一次从数据库获取，然后将数据放入memcached 内存区,以后直接从内存中获取，这样速度更快。基本原理图：
3.Memcached的内存管理
Slab Allocator的基本原理是按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块，已完全解决内存碎片问题。Slab Allocation 的原理相当简单。将分配的内存分割成各种尺寸的块（chucnk），并把尺寸相同的块分成组（chucnk的集合）如图：
而且slab allocator 还有重复使用已分配内存的目的。也就是说，分配到的内存不会释放，而是重复利用。
在Slab 中缓存记录的原理：Memcached根据收到的数据的大小，选择最合适数据大小的Slab (图2) memcached中保存着slab内空闲chunk的列表，根据该列表选择chunk,然后将数据缓存于其中。
Memcached在数据删除方面有效里利用资源：Memcached删除数据时数据不会真正从memcached中消失。Memcached不会释放已分配的内存。记录超时后，客户端就无法再看见该记录（invisible 透明），其存储空间即可重复使用。Lazy Expriationmemcached内部不会监视记录是否过期，而是在get时查看记录的时间戳，检查记录是否过期。这种技术称为lazy expiration.因此memcached不会再过期监视上耗费CPU时间。
对于缓存存储容量满的情况下的删除需要考虑多种机制，一方面是按队列机制，一方面应该对应缓存对象本身的优先级，根据缓存对象的优先级进行对象的删除。
4.LRU:从缓存中有效删除数据的原理
Memcached会优先使用已超时的记录空间，但即使如此，也会发生追加新纪录时空间不足的情况。此时就要使用名为Least Recently Used (LRU)机制来分配空间。这就是删除最少使用的记录的机制。因此当memcached的内存空间不足时（无法从slab class）获取到新空间时，就从最近未使用的记录中搜索，并将空间分配给新的记录。