Memcached是一款開源、高性能、分佈式內存對象緩存系統，可應用各種需要緩存的場景，其主要目的是通過降低對Database的訪問來加速web應用程序。它是一個基於內存的“鍵值對”存儲，用於存儲數據庫調用、API調用或頁面引用結果的直接數據，如字符串、對象等。
Memcached現已成爲mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等衆多服務中提高Web應用擴展性的重要因素。
Memcached有以特點
1. 簡單key/value存儲：服務器不關心數據本身的意義及結構，只要是可序列化數據即可。存儲項由“鍵、過期時間、可選的標誌及數據”四個部分組成；
2. 功能的實現一半依賴於客戶端，一半基於服務器端：客戶負責發送存儲項至服務器端、從服務端獲取數據以及無法連接至服務器時採用相應的動作；服務端負責接收、存儲數據，並負責數據項的超時過期；
3. 各服務器間彼此無視：不在服務器間進行數據同步；
4. O(1)的執行效率
5. 清理超期數據：默認情況下，Memcached工作在Lazy模式下，是一個LRU(最近最少使用）緩存，同時，它按事先預訂的時長清理超期數據；但事實上，memcached不會刪除任何已緩存數據，只是在其過期之後不再爲客戶所見；而且，memcached也不會真正按期限清理緩存，而僅是當get命令到達時檢查其時長；但是鍵一旦過期，則再次查詢不會返回結果
Memcached雖然是一個鍵值存儲server,但是它本身無法決定緩存那些數據，而是由客戶端決定的鍵名，鍵值，緩存時長，標誌位等
Memcached可以基於文本或者二進制上傳和下載數據
Memcached將所有數據緩存再自己的內存中，並不會進行持久存儲，且它認爲自己也僅僅是一個緩存server,其上的數據丟失並不影響原數據，僅僅對服務有所影響
不同的memcached服務器之間不能進行通信，也不監控對方心跳信息，client端可以根據調度器如Nginx、haproxy、lvs等基於持久連接將數據緩存在多臺memcached上（爲了能夠保證始終能夠在同一個memcached找到同一個鍵，就需要對鍵做哈希運算，如將鍵做一定運算後/memcached的個數，再取餘，根據餘數將其存儲在固定memcached服務器上，這樣只要知道鍵一計算，就可以知道它在哪個server上存着；但這個取餘法有個致命缺陷就是，萬一掛掉或多了一個memcached服務器，其同一個鍵取餘結果就會改變，就再也不能根據原來計算方法找到其對應的鍵值，即所有memcached上的緩存都失效）
這時就可以使用一致性哈希運算：1到2^32之間取幾個對應區間對應每臺服務器，然後對鍵/2^32取餘，然後根據餘數順時針找最近服務器進行緩存，這樣一旦掛了或加了一個memcached其結果也只讓一臺服務器上的緩存失效
Memcached有兩個很重要組件：
1：buddy system(夥伴系統）爲了保證內存中的空間連續可用buddy system會將臨近的空間碎片合併爲一個大的連續空間，避免了內存碎片的產生
2：slab allocator：當要存儲小於內存頁面大小（4K）數據時如存儲一個128字節的數據，爲了節省空間，slab allocator會將一個4K的內存頁提前劃分爲許多128字節的塊，將其存在裏面，然後標記此塊已近使用，而數據釋放後也不會銷燬這個128字節的塊，會提供給以後的數據存儲使用。並且slab allocator slab爲不同大小的數據結構提前準備各種不同大小的內存塊，存儲時選擇與它大小最近，且比它大的塊進行存儲，這樣就提高了內存的利用效率
memcached依賴於libevent API，因此要事先安裝之，項目主頁：http://libevent.org/，且memcached是基於Event_Driven（事件驅動）的I/O機制，而event_driven是由libevent這個庫提供的
[root@node1 libevent-2.0.22-stable]# ./configure --prefix=/usr/local/libevent
[root@node1 libevent-2.0.22-stable]# make && make install
[root@node1 local]# echo "/usr/local/libevent/lib/" > /etc/ld.so.conf.d/libevent.conf
[root@node1 local]# ldconfig -v
[root@node1 ~]# yum install -y cyrus-sasl-devel
裝memcached的服務端memcached memcached官網www.memcached,org
[root@node1 tool]# tar memcached-1.4.33.tar.gz
[root@node1 tool]# cd memcached-1.4.33
[root@node1 memcached-1.4.33]# ./configure --enable-sasl --prefix=/usr/local/memcached --with-libevent=/usr/local/libevent
[root@node1 memcached-1.4.33]# make && make install
-l <ip_addr>：指定進程監聽的地址；
-d: 以服務模式運行；
-u <username>：以指定的用戶身份運行memcached進程；
-m <num>：用於緩存數據的最大內存空間，單位爲MB，默認爲64MB；
-c <num>：最大支持的併發連接數，默認爲1024；
-p <num>: 指定監聽的TCP端口，默認爲11211；
-U <num>：指定監聽的UDP端口，默認爲11211，0表示關閉UDP端口；
-t <threads>：用於處理入站請求的最大線程數，僅在memcached編譯時開啓了支持線程纔有效；
-f <num>：設定Slab Allocator定義預先分配內存空間大小固定的塊時使用的增長因子；
-M：當內存空間不夠使用時返回錯誤信息，而不是按LRU算法利用空間；
-n: 指定最小的slab chunk大小；單位是字節；
-S: 啓用sasl進行用戶認證；
建立一個內存空間大小128M，slab chunk大小從20字節開始、增長因子爲1.25、以nobody身份運行的memcache緩存空間，且顯示詳細過程
[root@node1 init.d]# /usr/local/memcached/bin/memcached -m 128 -n 20 -f 1.25 -vv -u nobody
slab class 1: chunk size 72 perslab 14563
slab class 2: chunk size 96 perslab 10922
slab class 3: chunk size 120 perslab 8738
slab class 4: chunk size 152 perslab 6898
slab class 5: chunk size 192 perslab 5461
slab class 6: chunk size 240 perslab 4369
slab class 7: chunk size 304 perslab 3449
slab class 8: chunk size 384 perslab 2730
slab class 9: chunk size 480 perslab 2184
slab class 10: chunk size 600 perslab 1747
slab class 11: chunk size 752 perslab 1394
slab class 12: chunk size 944 perslab 1110
slab class 13: chunk size 1184 perslab 885
slab class 14: chunk size 1480 perslab 708
slab class 15: chunk size 1856 perslab 564
slab class 16: chunk size 2320 perslab 451
slab class 17: chunk size 2904 perslab 361
slab class 18: chunk size 3632 perslab 288
slab class 19: chunk size 4544 perslab 230
slab class 20: chunk size 5680 perslab 184
slab class 21: chunk size 7104 perslab 147
slab class 22: chunk size 8880 perslab 118
slab class 23: chunk size 11104 perslab 94
slab class 24: chunk size 13880 perslab 75
slab class 25: chunk size 17352 perslab 60
slab class 26: chunk size 21696 perslab 48
slab class 27: chunk size 27120 perslab 38
slab class 28: chunk size 33904 perslab 30
slab class 29: chunk size 42384 perslab 24
slab class 30: chunk size 52984 perslab 19
slab class 31: chunk size 66232 perslab 15
slab class 32: chunk size 82792 perslab 12
slab class 33: chunk size 103496 perslab 10
slab class 34: chunk size 129376 perslab 8
slab class 35: chunk size 161720 perslab 6
slab class 36: chunk size 202152 perslab 5
slab class 37: chunk size 252696 perslab 4
slab class 38: chunk size 315872 perslab 3
slab class 39: chunk size 394840 perslab 2
slab class 40: chunk size 493552 perslab 2
slab class 41: chunk size 616944 perslab 1
slab class 42: chunk size 771184 perslab 1
slab class 43: chunk size 1048576 perslab 1
從顯示的信息可以看到slab chunk的最小值系統默認爲72個字節，按1.25倍增長到了1048576大小
[root@node1 init.d]# netstat -tunlp |grep memcached
tcp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* LISTEN 9268/memcached
tcp 0 0 :::11211 :::* LISTEN 9268/memcached
udp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* 9268/memcached
udp 0 0 :::11211 :::* 9268/memcached
可以看到監聽在tcp和udp的11211端口
[root@node1 xinetd.d]# telnet localhost 11211
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
stats
STAT pid 9268
STAT uptime 1483
STAT time 1482739946
STAT version 1.4.33
STAT libevent 1.4.13-stable
STAT pointer_size 64
STAT rusage_user 0.209968
STAT rusage_system 1.007846
STAT curr_connections 10
STAT total_connections 12
STAT connection_structures 11
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 0
STAT crawler_reclaimed 0
STAT crawler_items_checked 0
STAT lrutail_reflocked 0
END
add mykey 0 30 5 ##添加一個鍵，鍵名爲mykey,flag爲0，鍵的有效期爲30秒，大小爲5個字符
hello ##鍵值爲hello
STORED ##顯示已近%STORED
get mykey ##獲取保存的鍵
VALUE mykey 0 5
hello ##鍵值爲hello
END
get mykey
END
##30秒過去後，鍵值失效（雖然memcached爲lazy模型，但過期後就不返回查詢值）
quit
Connection closed by foreign host.
此外memcached還有以下常用命令：
replace:僅當鍵已經存在時，replace 命令纔會替換緩存中的鍵。如果緩存中不存在鍵，那麼您將從 memcached 服務器接受到一條 NOT_STORED 響應。
append：將數據追加到當前緩存數據的之後，當緩存數據存在時才存儲。
prepend:將數據追加到當前緩存數據的之前，當緩存數據存在時才存儲
incr: 讓已近存在的鍵自動加一
derc: 讓已近存在的鍵自動減一
get : key 可以一個或多個，用空格格開
gets：與 get 一樣，但會返回多一個數字，這個數字用來檢查數據是否被修改過，如修改過，這個 數字回改變。
flash_all:清除所有鍵
flash_all 900:在900秒內清空所有鍵
delete： 刪除緩存數據，數據存在返回DELETED，數據不存在返回NOT_FOUND
stats 查看memcached運行狀態
pid Memcached 進程ID
uptime Memcached 運行時間，單位：秒
time Memcached 當前的UNIX時間
version Memcached 的版本號
rusage_user 該進程累計的用戶時間，單位：秒
rusage_system 該進程累計的系統時間，單位：秒
curr_items Memcached 當前存儲的內容數量
total_items Memcached 啓動以來存儲過的內容總數
bytes Memcached 當前存儲內容所佔用的字節數(*/1024/1024=mb)
curr_connections 當前連接數量
total_connections Memcached 運行以來接受的連接總數
connection_structures Memcached 分配的連接結構的數量
cmd_get 查詢請求總數
cmd_set 存儲（添加/更新）請求總數
get_hits 查詢成功獲取數據的總次數
get_misses 查詢成功未獲取到數據的總次數
bytes_read Memcached 從網絡讀取到的總字節數
bytes_written Memcached 向網絡發送的總字節數
limit_maxbytes Memcached 在存儲時被允許使用的字節總數
更詳細的memcached命令請參考下面網友寫的文章
http://blog.csdn.net/fdipzone/article/details/8655681
http://www.cnblogs.com/wayne173/p/5652034.html
如何讓PHP使用memcached？（裝memcached的客戶端）
PHP要結合memcached必須依賴memcached的客戶端庫（也稱爲擴展），對於PHP來說其客戶端庫有兩種，memcache和memcached，其中memcached功能更強大。而對Perl來說其所依賴的客戶端庫爲cache：memcached模塊。
簡單來說memcached爲memcached的服務器端，要讓php在memcached服務器端緩存數據，就必須在在php所在server上裝一個memcached的客戶端(擴展），而這客戶端有兩種，一個叫memcache,另一個叫memcached（比較高級）
對於C/C++來說其必須依賴libmemcached
下面將演示PHP擴展memcached擴展（要先安裝libmemcached），如果安裝memcache擴展則不用裝libmemcached
如果你要用memcache擴展下載可以點這個鏈接http://pecl.php.net/package/memcache
這個鏈接可以下載memcached http://pecl.php.net/package/memcached
[root@node1 tool]#wget https://launchpad.net/libmemcached/1.0/1.0.18/+download/libmemcached-1.0.18.tar.gz
[root@node1 tool]# tar -xf libmemcached-1.0.18.tar.gz
[root@node1 tool]# cd libmemcached-1.0.18
[root@node1 libmemcached-1.0.18]# ./configure --prefix=/usr/local/libmemcached --with-memcached
[root@node1 libmemcached-1.0.18]#make && make install
[root@node1 tool]#tar -xf memcached-2.2.0.tgz
[root@node1 tool]#cd memcached-2.2.0
[root@node1 memcached-2.2.0]#/usr/local/php/bin/phpize
[root@node1 memcached-2.2.0]#./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-memcached --with-libmemcached-dir=/usr/local/libmemcached
[root@node1 memcached-2.2.0]#make && make install
[root@node1 memcached-2.2.0]#vim /etc/php.d/memcache.ini
extension=/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20090626/memcached.so
[root@node1 memcached-2.2.0]#service php-fpm restart
啓用Nginx轉發php功能
[root@node1 ~]# vi /etc/nginx/nginx.conf
location ~ \.php$ {
root /web/read;
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
}
[root@node1 ~]# service nginx reload
可以看到memcached擴展已近完成
Nginx結合memcached
[root@node1 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
server {
listen 80;
server_name www.magedu.com;
location / {
set $memcached_key $uri;#set 鍵名$memcached_key 鍵$uri;
memcached_pass 127.0.0.1:11211; #memcached服務器IP：port
default_type text/html; #默認緩存純文本的內容
error_page 404 @fallback; #如果返回404錯誤（即memcached中沒有相 應的緩存），則轉發給fallback
}
location @fallback {
proxy_pass http://172.16.0.1; #反向代理到後端172.16.0.1處理請求
}
}
配置php將它的會話（session）保存至memcached中
前提：
1、配置各php支持使用memcache；
2、安裝配置好memcached服務器，這裏假設其地址爲172.16.200.11，端口爲11211；
編輯php.ini文件，確保如下兩個參數的值分別如下所示：
[root@node1 ~]# vim /etc/php.ini
session.save_handler = memcache
session.save_path = "tcp://192.168.139.2:11211?persistent=1&weight=1&timeout=1&retry_interval=15"
tcp://172.16.200.11:11211?是你的memcached服務器端的IP：port
?persistent=1 ？傳遞參數，persistent表示持久連接
timeout=1 超時時間爲1秒
retry_interval=15 重視時間爲15秒
新建php頁面setsess.php，爲客戶端設置啓用session：
[root@node1 ~]# vim /web/read/setsess.php
<?php
session_start();
if (!isset($_SESSION['www.zxl.com'])) {
$_SESSION['www.zxl.com'] = time();
}
print $_SESSION['www.zxl.com'];
print "<br><br>";
print "Session ID: " . session_id();
?>
新建php頁面showsess.php，獲取當前用戶的會話ID：
[root@node1 ~]# vim /web/read/showsess.php
<?php
session_start();
$memcache_obj = new Memcache;
$memcache_obj->connect('192.168.139.2', 11211);
$mysess=session_id();
var_dump($memcache_obj->get($mysess));
$memcache_obj->close();
?>
然後用瀏覽器分別訪問setsess.php和showsess.php
會看到session信息已近保存在了memcached中
安裝memcached的web界面管理工具memadmin
[root@node1 tool]#tar -xf memadmin-1.0.12.tar.gz
[root@node1 tool]#mv memadmin /web/read/
[root@node1 tool]#cd /web/read/
配置文件如下，可以修改用戶和密碼
[root@node1 read]# vim memadmin/config.php
<?php
if (!defined('IN_MADM')) exit();
$config['user'] = "admin"; // your username
$config['passwd'] = "admin"; // your password
然後你用瀏覽器就行web界面訪問http://192.18.139.2/memadmin
可以看到memadmin已近安裝完成
爲編譯安裝的Memcached配置啓動腳本，Memcached SysV的startup腳本代碼如下所示，將其建立爲/etc/init.d/memcached文件：
[root@node1 ~]# vim /etc/init.d/memcached
#!/bin/bash
#
# Init file for memcached
#
# chkconfig: - 86 14
# description: Distributed memory caching daemon
#
# processname: memcached
# config: /etc/sysconfig/memcached
. /etc/rc.d/init.d/functions
## Default variables
PORT="11211"
USER="nobody"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS=""
RETVAL=0
prog="/usr/local/memcached/bin/memcached"
desc="Distributed memory caching"
lockfile="/var/lock/subsys/memcached"
start() {
echo -n $"Starting $desc (memcached): "
daemon $prog -d -p $PORT -u $USER -c $MAXCONN -m $CACHESIZE -o "$OPTIONS"
RETVAL=$?
echo
[ $RETVAL -eq 0 ] && touch $lockfile
return $RETVAL
}
stop() {
echo -n $"Shutting down $desc (memcached): "
killproc $prog
RETVAL=$?
echo
[ $RETVAL -eq 0 ] && rm -f $lockfile
return $RETVAL
}
restart() {
stop
start
}
reload() {
echo -n $"Reloading $desc ($prog): "
killproc $prog -HUP
RETVAL=$?
echo
return $RETVAL
}
case "$1" in
start)
start
;;
stop)
stop
;;
restart)
restart
;;
condrestart)
[ -e $lockfile ] && restart
RETVAL=$?
;;
reload)
reload
;;
status)
status $prog
RETVAL=$?
;;
*)
echo $"Usage: $0 {start|stop|restart|condrestart|status}"
RETVAL=1
esac
exit $RETVAL
使用如下命令配置memcached成爲系統服務：
[root@node1 ~]# chmod +x /etc/init.d/memcached
[root@node1 ~]# chkconfig --add memcached
[root@node1 ~]# service memcached start
Starting Distributed memory caching (memcached): [ OK ]
本次實驗完成！