【2021最新版】Memcached面试题总结（24道题含答案解析）

青旅半醒 2022-11-18 13:43 212阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  1、Memcached是什么，有什么作用？
         *  2、memcached服务在企业集群架构中有哪些应用场景？
         *  3、Memcached服务分布式集群如何实现？
         *  4、Memcached服务特点及工作原理是什么？
         *  5、简述Memcached内存管理机制原理？
         *  6、memcached是怎么工作的？
         *  7、memcached最大的优势是什么？
         *  8、memcached和MySQL的query
         *  9、memcached和服务器的local cache（比如PHP的APC、mmap文件等）相比，有什么优缺点？
         *  10、memcached的cache机制是怎样的？
         *  11、memcached如何实现冗余机制？
         *  12、memcached如何处理容错的？
         *  13、如何将memcached中item批量导入导出？
         *  14、如果缓存数据在导出导入之间过期了，您又怎么处理这些数据呢？
         *  15、memcached是如何做身份验证的？
         *  16、memcached的多线程是什么？如何使用它们？
         *  17、memcached能接受的key的最大长度是多少？
         *  18、memcached对item的过期时间有什么限制？
         *  19、memcached最大能存储多大的单个item？
         *  20、memcached能够更有效地使用内存吗？
         *  21、什么是二进制协议，我该关注吗？
         *  22、memcached的内存分配器是如何工作的？为什么不适用malloc/free？为何要使用slabs？
         *  23、memcached是原子的吗？
         *  24、如何实现集群中的session共享存储？
         *  25、memcached与redis的区别。
 *  总结

> 最近面试的小伙伴很多，对此我整理了一份Java面试题手册：基础知识、JavaOOP、Java集合/泛型面试题、Java异常面试题、Java中的IO与NIO面试题、Java反射、Java序列化、Java注解、多线程&并发、JVM、Mysql、Redis、[Memcached、][Memcached]MongoDB、Spring、SpringBoot、SpringCloud、RabbitMQ、Dubbo、MyBatis、ZooKeeper、数据结构、算法、Elasticsearch、Kafka、微服务、Linux等等。可以分享给大家学习。【持续更新中】

完整版Java面试题地址：[【2021最新版】Java面试真题汇总][Memcached]

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   <th>序号</th> 
   <th>内容</th> 
   <th>地址链接</th> 
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 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>【2021最新版】JavaOOP面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115288673" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115288673</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>【2021最新版】Java基础面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115485109" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115485109</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>【2021最新版】多线程&amp;并发面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115489616" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115489616</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>【2021最新版】JVM面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115555086" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115555086</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>【2021最新版】Mysql面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115561030" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115561030</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td>【2021最新版】Redis面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115642129" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115642129</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>7</td> 
   <td>【2021最新版】MongoDB面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115672336" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115672336</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8</td> 
   <td>【2021最新版】Spring面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115738909" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115738909</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>9</td> 
   <td>【2021最新版】Spring Boot面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115771307" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115771307</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>10</td> 
   <td>【2021最新版】Spring Cloud面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115917190" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/115917190</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>11</td> 
   <td>【2021最新版】RabbitMQ面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116064045" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116064045</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>12</td> 
   <td>【2021最新版】Dubbo面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116237861" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116237861</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>13</td> 
   <td>【2021最新版】MyBatis面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116427170" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116427170</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>14</td> 
   <td>【2021最新版】ZooKeeper面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116458096" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116458096</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>15</td> 
   <td>【2021最新版】数据结构面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116461620" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116461620</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>16</td> 
   <td>【2021最新版】算法面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116461620" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116461620</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>17</td> 
   <td>【2021最新版】Elasticsearch面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116656094" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116656094</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>18</td> 
   <td>【2021最新版】Kafka面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116659584" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116659584</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>19</td> 
   <td>【2021最新版】微服务面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116662109" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116662109</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>20</td> 
   <td>【2021最新版】Linux面试题总结</td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116798880" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/m0_48795607/article/details/116798880</a></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1、Memcached是什么，有什么作用？ ###

**答：**  
Memcached是一个开源的，高性能的内存绶存软件，从名称上看Mem就是内存的意思，而Cache就是缓存的意思。  
Memcached的作用：通过在事先规划好的内存空间中临时绶存数据库中的各类数据，以达到减少业务对数据库的直接高并发访问，从而达到提升数据库的访问性能，加速网站集群动态应用服务的能力。

### 2、memcached服务在企业集群架构中有哪些应用场景？ ###

**答：**

**一、作为数据库的前端缓存应用**

a、完整缓存（易），静态缓存

例如：商品分类（京东），以及商品信息，可事先放在内存里，然后再对外提供数据访问，这种先放到内存，我们称之为预热，（先把数据存缓存中），用户访问时可以只读取memcached缓存，不读取数据库了。

b、执点缓存（难）

需要前端web程序配合，只缓存热点的数据，即缓存经常被访问的数据。先预热数据库里的基础数据，然后在动态更新，选读取缓存，如果缓存里没有对应的数据，程序再去读取数据库，然后程序把读取的新数据放入缓存存储。

**特殊说明 ：**

如果碰到电商秒杀等高并发的业务，一定要事先预热，或者其它思想实现，例如：称杀只是获取资格，而不是瞬间秒杀到手商品。

**那么什么是获取资格？**

就是在数据库中，把 0 标成 1.就有资格啦。再慢慢的去领取商品订单。因为秒杀过程太长会占用服务器资源。  
如果数据更新，同时触发缓存更新，防止给用户过期数据。

对于持久化缓存存储系统，例如：redis，可以替代一部分数据库的存储，一些简单的数据业务，投票，统计，好友关注，商品分类等。nosql=not onlysql

**二、作业集群的 session 会话共享存储。**

Memcached服务在不同企业业务应用场景中的工作流程

当web程序需要访问后端数据库获取数据时会优先访问Memcached内存缓存，如果缓存中有数据就直接获取返回前端服务及用户，如果没有数据（没有命中），在由程序请求后端的数据库服务器，获取到对应的数据后，除了返回给前端服务及用户数据外，还会把数据放到Memcached内存中进行缓存，等待下次请求被访问，Memcache内存始终是数据库的挡箭牌，从而大大的减轻数据库的访问压力，提高整个网站架构的响应速度，提升了用户体验。

当程序更新，修改或删除数据库中已有的数据时，会同时发送请求通知Memcached 已经缓存的同一个ID内容的旧数据失效，从而保证Memcache中数据和数据库中的数据一致。

如果在高并发场合，除了通知Memcached过程的缓存失效外，还会通过相关机制，使得在用户访问新数据前，通过程序预先把更新过的数据推送到memcache中缓存起来，这样可以减少数据库的访问压力，提升Memcached中缓存命中率。

数据库插件可以再写入更新数据库后，自动抛给MC缓存起来，自身不Cache。

### 3、Memcached服务分布式集群如何实现？ ###

**答：**

特殊说明：Memcached集群和web服务集群是不一样的，所有Memcached的数据总和才是数据库的数据。每台Memcached 都是部分数据。（一台memcached的数据，就是一部分mysql数据库的数据）

a、程序端实现

程序加载所有mc的ip列表，通过对key做hash (一致性哈希算法)

例如：web1 (key)===>对应 A,B,C,D,E,F,G……若干台服务器。（通过哈希算法实现）

b、负载均衡器

通过对key做hash (一致性哈希算法)一致哈希算法的目的是不但保证每个对象只请求一个对应的服务器，而且当节点宕机，缓存服务器的更新重新分配比例降到最低。

### 4、Memcached服务特点及工作原理是什么？ ###

**答：**

a、完全基于内存缓存的

b、节点之间相互独立

c、C/S 模式架构，C 语言编写，总共 2000 行代码。

d、异步Ｉ/O 模型，使用 libevent 作为事件通知机制。

e、被缓存的数据以 key/value 键值对形式存在的。

f、全部数据存放于内存中，无持久性存储的设计，重启服务器，内存里的数据会丢失。

g、当内存中缓存的数据容量达到启动时设定的内存值时，就自动使用 LRU 算法删除过期的缓存数据。

h、可以对存储的数据设置过期时间，这样过期后的数据自动被清除，服务本身不会监控过期，而是在访问的时候查看 key 的时间戳,判断是否过期。

j、memcache 会对设定的内存进行分块，再把块分组，然后再提供服务

### 5、简述Memcached内存管理机制原理？ ###

**答：**

早期的Memcached内存管理方式是通过malloc的分配的内存，使用完后通过free来回收内存，这种方式容易产生内存碎片，并降低操作系统对内存的管理效率。加重操作系统内存管理器的负担，最坏的情况下，会导致操作系统比memcached进程本身还慢，为了解决这个问题，Slab Allocation内存分配机制就延生了。

现在Memcached利用Slab Allocation机制来分配和管理内存。

Slab Allocation机制原理是按照预先规定的大小，将分配给memcached的内存分割成特定长度的内存块（chunk)，再把尺寸相同的内存块，分成组（chunks slab class),这些内存块不会释放，可以重复利用。

而且，slab allocator还有重复使用已分配的内存的目的。 也就是说，分配到的内存不会释放，而是重复利用。  
Slab Allocation的主要术语Page分配给Slab的内存空间，默认是1MB。分配给Slab之后根据slab的大小切分成chunk。  
Chunk用于缓存记录的内存空间。

SlabClass特定大小的chunk的组。

### 6、memcached是怎么工作的？ ###

**答：**

Memcached的神奇来自两阶段哈希（two-stage hash）。Memcached就像一个巨大的、存储了很多<key,value>对的哈希表。通过key，可以存储或查询任意的数据。

客户端可以把数据存储在多台memcached上。当查询数据时，客户端首先参考节点列表计算出key的哈希值（阶段一哈希），进而选中一个节点；客户端将请求发送给选中的节点，然后memcached节点通过一个内部的哈希算法（阶段二哈希），查找真正的数据（item）

### 7、memcached最大的优势是什么？ ###

**答：**

Memcached最大的好处就是它带来了极佳的水平可扩展性，特别是在一个巨大的系统中。由于客户端自己做了一次哈希，那么我们很容易增加大量memcached到集群中。memcached之间没有相互通信，因此不会增加memcached的负载；没有多播协议，不会网络通信量爆炸（implode）。memcached的集群很好用。内存不够了？增加几台memcached吧；CPU不够用了？再增加几台吧；有多余的内存？

在增加几台吧，不要浪费了。

基于memcached的基本原则，可以相当轻松地构建出不同类型的缓存架构。除了这篇FAQ，在其他地方很容易找到详细资料的。

### 8、memcached和MySQL的query ###

**答：**

**cache相比，有什么优缺点？**

把memcached引入应用中，还是需要不少工作量的。MySQL有个使用方便的query cache，可以自动地缓存SQL查询的结果，被缓存的SQL查询可以被反复地快速执行。Memcached与之相比，怎么样呢？MySQL的query cache是集中式的，连接到该query cache的MySQL服务器都会受益。

当您修改表时，MySQL的query cache会立刻被刷新（flush）。存储一个memcached item只需要很少的时间，但是当写操作很频繁时，MySQL的query cache会经常让所有缓存数据都失效。

在多核CPU 上，MySQL的query cache会遇到扩展问题（scalabilityissues）。在多核CPU上，query cache会增加一个全局锁（global lock）, 由于需要刷新更多的缓存数据，速度会变得更慢。

在MySQL的query cache中，我们是不能存储任意的数据的（只能是SQL查询结果）。而利用emcached，我们可以搭建出各种高效的缓存。比如，可以执行多个独立的查询，构建出一个用户对象（user object），然后将用户对象缓存到memcached 中。而query cache是SQL语句级别的，不可能做到这一点。在小的网站中，query cache会有所帮助，但随着网站规模的增加，query cache的弊将大于利。

query cache能够利用的内存容量受到MySQL服务器空闲内存空间的限制。给数据库服务器增加更多的内存来缓存数据，固然是很好的。但是，有了memcached，只要您有空闲的内存，都可以用来增加memcached集群的规模，然后您就可以缓存更多的数据。

### 9、memcached和服务器的local cache（比如PHP的APC、mmap文件等）相比，有什么优缺点？ ###

**答：**

首先，local cache有许多与上面(query cache)相同的问题。local cache能够利用的内存容量受到（单台）服务器空闲内存空间的限制。不过，local cache有一 点比memcached和query cache都要好， 那就 是它不但可以存储任意的数据 ，而 且没有网络存取的延迟 。

local cache的数据查询更快。考虑把highly common的数据放在localcache中吧。如果每个页面都需要加载一些数量较少的数据，考虑把它们放在local cached吧。

local cache缺少集体失效（groupinvalidation）的特性。在memcached集群中，删除或更新一个key会让所有的观察者觉察到。但是在local cache中, 我们只能通知所有的服务器刷新cache（很慢，不具扩展性），或者仅仅依赖缓存超时失效机制。

local cache面临着严重的内存限制，这一点上面已经提到。

### 10、memcached的cache机制是怎样的？ ###

**答：**

Memcached主要的cache机制是LRU（最近最少用 ）算法+超时失效 。当您存数据到memcached 中， 可以指定该数据在缓存中可以呆多久Which is forever,or some time in the future。如果memcached的内存不 够用 了， 过期 的slabs会优先被替换 ，接着就轮到最老的未被使用的slabs。

### 11、memcached如何实现冗余机制？ ###

**答：**

不实 现！我们对这个问题感到很惊讶。

Memcached应该是应用的缓存 层。它的设计本身就不带有任何冗余机制。 如果一个memcached节点失去了所有数 据， 您应该可以从数据源 （比如数据库 ）再次获取到数据 。您应该特别注意 ，您的应用应该可以容忍节点的失效。 不要写一些糟糕的查询代码，寄希望于memcached来保证一切！如果您担心节点失效会大大加重数据库的负担，那么您可以采取一些办法。比如您可以增加更多的节点（来减少丢失一个节点的影响），热备节点（在其他节点down了的时候接管IP），等等。

### 12、memcached如何处理容错的？ ###

**答：**

不处理！ 在memcached节点失效的情况下，集群没有必要做任何容错处理。如果发生了节点失效，应对的措施完全取决于用户。节点失效时，下面列出几种方案供您选择：

忽略它！在失效节点被恢复或替换之前，还有很多其他节点可以应对节点失效带来的影响。

把失效的节点从节点列表中移除。做这个操作千万要小心！在默认情况下（余数式哈希算法），客户端添加或移除节点，会导致所有的缓存数据不可用！因为哈希参照的节点列表变化了，大部分key会因为哈希值改变而被映射到（与原来）不同的节点上。

启动热备节点，接管失效节点锁占用的IP。这样可以防止哈希紊乱（hashing chaos）。

如果希望添加和移除节点，而不影响原先的哈希结果，可以使用-致性哈希算法( consistent hashing)您可以百度-下一致性哈希算法。支持一致性哈希的客户端已经很成熟，而且被广泛使用。去尝试一下吧!

两次哈希( reshing)当客户端存取数据时,如果发现一一个节点down了,就再做一次哈希(哈希算法与前一次不同) , 重新选择另一个节点(需要注意的是，客户端并没有把down的节点从节点列表中移除，下次还是有可能先哈希到它)。如果某个节点时好时坏，两次哈希的方法就有风险了，好的节点和坏的节点上都可能存在脏数据( stale data )。

### 13、如何将memcached中item批量导入导出？ ###

**答：**

您不应该这样做！Memcached是一个非阻塞的服务器。任何可能导致memcached暂停或瞬时拒绝服务的操作都应该值得深思熟虑。向memcached中批量导入数据往往不是您真正想要的！想象看，如果缓存数据在导出导入之间发生了变化，您就需要处理脏数据了。

### 14、如果缓存数据在导出导入之间过期了，您又怎么处理这些数据呢？ ###

**答：**

因此，批量导出导入数据并不像您想象中的那么有用。

不过在一个场景倒是很有用。如果您有大量的从不变化的数据，并且希望缓存很快热（warm）起来，批量导入缓存数据是很有帮助的。虽然这个场景并不典型，但却经常发生，因此我们会考虑在将来实现批量导出导入的功能。

如果一个memcached节点down了让您很痛苦，那么您还会陷入其他很多麻烦。您的系统太脆弱了。您需要做一些优化工作。比如处理”惊群”问题（比如memcached节点都失效了，反复的查询让您的数据库不堪重负，这个问题在FAQ的其他提到过），或者优化不好的查询。记住，Memcached并不是您逃避优化查询的借口。

### 15、memcached是如何做身份验证的？ ###

**答：**

没有身份认证机制！memcached是运行在应用下层的软件（身份验证应该是应用上层的职责）。memcached的客户端和服务器端之所以是轻量级的，部分原因就是完全没有实现身份验证机制。

这样，memcached可以很快地创建新连接，服务器端也无需任何配置。如果您希望限制访问，您可以使用防火墙，或者让memcached监听unix domain socket。

### 16、memcached的多线程是什么？如何使用它们？ ###

**答：**

线程就是定律（threads rule）！在Steven Grimm和Facebook的努力下，memcached1.2及更高版本拥有了多线程模式。多线程模式允许 memcached 能够充分利用多个CPU，并在CPU之间共享所有的缓存数据。memcached使用一种简单的锁机制来保证数据更新操作的互斥。相比在同一个物理机器上运行多个memcached实例，这种方式能够更有效地处理multi gets。

如果您的系统负载并不重，也许您不需要启用多线程工作模式。如果您在运行一个拥有大规模硬件的、庞大的网站，您将会看到多线程的好处。

简单地总结一下：命令解析（memcached在这里花了大部分时间）可以运行在多线程模式下。memcached内部对数据的操作是基于很多全局锁的（因此这部分工作不是多线程的）。未来对多线程模式的改进，将移除大量的全局锁，提高memcached 在负载极高的场景下的性能。

### 17、memcached能接受的key的最大长度是多少？ ###

**答：**

key的最大长度是250个字符。需要注意的是，250是memcached服务器端内部的限制，如果您使用的客户端支持”key的前缀”或类似特性，那么key（前缀+原始key）的最大长度是可以超过250个字符的。我们推荐使用使用较短的key，因为可以节省内存和带宽。

### 18、memcached对item的过期时间有什么限制？ ###

**答：**

过期时间最大可以达到30天。memcached把传入的过期时间（时间段）解释成时间点后，一旦到了这个时间点，memcached 就把item置为失效状态。这是一个简单但obscure的机制。

### 19、memcached最大能存储多大的单个item？ ###

**答：**

1MB。如果你的数据大于1MB，可以考虑在客户端压缩或拆分到多个key中。

为什么单个item的大小被限制在 1M byte 之内？

这是一个大家经常问的问题！

简单的回答：因为内存分配器的算法就是这样的。

详细的回答：Memcached的内存存储引擎（引擎将来可插拔…），使用slabs来管理内存。内存被分成大小不等的slabs chunks（先分成大小相等的slabs，然后每个slab被分成大小相等chunks，不同slab的chunk大小是不相等的）。chunk的大小依次从一个最小数开始，按某个因子增长，直到达到最大的可能值。

### 20、memcached能够更有效地使用内存吗？ ###

**答：**

Memcache客户端仅根据哈希算法来决定将某个key存储在哪个节点上，而不考虑节点的内存大小。因此，您可以在不同的节点上使用大小不等的缓存。但是一般都是这样做的：拥有较多内存的节点上可以运行多个memcached实例，每个实例使用的内存跟其他节点上的实例相同。

### 21、什么是二进制协议，我该关注吗？ ###

**答：**

关于二进制最好的信息当然是二进制协议规范：

二进制协议尝试为端提供一个更有效的、可靠的协议，减少客户端/服务器端因处理协议而产生的CPU时间。

根据Facebook的测试，解析ASCII协议是memcached中消耗CPU时间最多的环节。所以，我们为什么不改进ASCII协议呢？

### 22、memcached的内存分配器是如何工作的？为什么不适用malloc/free？为何要使用slabs？ ###

**答：**

实际上，这是一个编译时选项。默认会使用内部的slab分配器。您确实确实应该使用内建的slab分配器。最早的时候，memcached只使用malloc/free来管理内存。然而，这种方式不能与OS的内存管理以前很好地工作。反复地malloc/free造成了内存碎片，OS最终花费大量的时间去查找连续的内存块来满足malloc的请求，而不是运行memcached进程。

如果您不同意，当然可以使用malloc！

只是不要在邮件列表中抱怨啊

slab分配器就是为了解决这个问题而生的。内存被分配并划分成chunks，一直被重复使用。因为内存被划分成大小不等的slabs，如果item的大小与被选择存放它的slab不是很合适的话，就会浪费一些内存。Steven Grimm正在这方面已经做出了有效的改进。

### 23、memcached是原子的吗？ ###

**答：**

所有的被发送到memcached的单个命令是完全原子的。如果您针对同一份数据同时发送了一个set命令和一个get命令，它们不会影响对方。它们将被串行化、先后执行。即使在多线程模式，所有的命令都是原子的，除非程序有bug:)

命令序列不是原子的。如果您通过get命令获取了一个item，修改了它，然后想把它set回memcached，我们不保证这个item没有被其他进程（process，未必是操作系统中的进程）操作过。在并发的情况下，您也可能覆写了一个被其他进程set的item。

memcached1.2.5以及更高版本，提供了gets和cas命令，它们可以解决上面的问题。如果您使用gets命令查询某个key的item，memcached会给您返回该item当前值的唯一标识。

果您覆写了这个item并想把它写回到memcached中，您可以通过 cas命令把那个唯一标识一起发送给memcached。

如果该 item存放在memcached中的唯一标识与您提供的一致，您的写操作将会成功。

如果另一个进程在这期间也修改了这个item，那么该item存放在memcached中的唯一标识将会改变，您的写操作就会失败。

### 24、如何实现集群中的session共享存储？ ###

**答：**

Session是运行在一台服务器上的，所有的访问都会到达我们的唯一服务器上，这样我们可以根据客户端传来的sessionID，来获取session，或在对应Session不存在的情况下（session生命周期到了/用户第一次登录），创建一个新的Session。

但是，如果我们在集群环境下，假设我们有两台服务器A，B，用户的请求会由Nginx服务器进行转发（别的方案也是同理），用户登录时，Nginx将请求转发至服务器A 上，A创建了新的session，并将SessionID返回给客户端，用户在浏览其他页面时，客户端验证登录状态，Nginx将请求转发至服务器B，由于B上并没有对应客户端发来sessionId的session，所以会重新创建一个新的session，并且再将这个新的sessionID返回给客户端，这样，我们可以想象一下，用户每一次操作都有1/2的概率进行再次的登录，这样不仅对用户体验特别差，还会让服务器上的session激增，加大服务器的运行压力。

为了解决集群环境下的seesion共享问题，共有4种解决方案：

**1.粘性session**

粘性session是指Ngnix每次都将同一用户的所有请求转发至同一台服务器上，即将用户与服务器绑定。

**2.服务器session 复制**

即每次session发生变化时，创建或者修改，就广播给所有集群中的服务器，使所有的服务器上的session相同。

**3.session共享**

缓存session，使用redis， memcached。

**4.session持久化**

将session存储至数据库中，像操作数据一样才做session

### 25、memcached与redis的区别。 ###

**答：**

1、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。而memcache只支持简单数据类型，需要客户端自己处理复杂对象。

2、Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用（PS：持久化在rdb、aof）。

3、由于Memcache没有持久化机制，因此宕机所有缓存数据失效。Redis配置为持久化，宕机重启后，将自动加载宕机时刻的数据到缓存系统中。具有更好的灾备机制。

4、Memcache可以使用Magent在客户端进行一致性 hash 做分布式。Redis支持在服务器端做分布式。

（PS:Twemproxy/Codis/Redis cluster多种分布式实现方式）。

5、Memcached的简单限制就是键（key）和Value的限制。最大键长为250个字符。可以接受的储存数据不能超过1MB（可修改配置文件变大），因为这是典型slab的最大值，不适合虚拟机使用。而 Redis的Key长度支持到512k。

6、Redis使用的是单线程模型，保证了数据按顺序提交。Memcache需要使用cas保证数据一致性。CAS（Check and Set）是一个确保并发一致性的机制，属于“乐观锁”范畴；原理很简单：拿版本号，操作，对比版本号，如果一致就操作，不一致就放弃任何操作cpu利用。由于Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一个核上Redis在存储小数据时比 Memcached 性能更高。而在100k以上的数据中，Memcached性能要高于Redis 。

7、memcache内存管理：使用Slab Allocation。原理相当简单，预先分配一系列大小固定的组，然后根据数据大小选择最合适的块存储。

避免了内存碎片。（缺点：不能变长，浪费了一定空间）memcached默认情况下下一个slab的最大值为前一个的1.25倍。

8、Redis内存管理： Redis通过定义一个数组来记录所有的内存分配情况， Redis采用的是包装的malloc/free，相较于 Memcached的内存管理方法来说，要简单很多。由于malloc首先以链表的方式搜索已管理的内存中可用的空间分配，导致内存碎片比较多。

# 总结 #

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[Memcached]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2ODUzMDg1OQ==&mid=2247484196&idx=1&sn=a49343247b50371531c0969261cbc9d8&chksm=ceabace0f9dc25f66c7886e3077f1d581ebbe6a37bddda06515b6963f455212fa6883cad9fdc&token=1038357268&lang=zh_CN#rd
[Memcached 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2ODUzMDg1OQ==&mid=2247484196&idx=1&sn=a49343247b50371531c0969261cbc9d8&chksm=ceabace0f9dc25f66c7886e3077f1d581ebbe6a37bddda06515b6963f455212fa6883cad9fdc&token=1335914352&lang=zh_CN#rd