Memcached 是一个简单纯粹的高性能的分布式内存对象缓存系统，主要用于缓存中间件最原始的场景：缓存数据和对象来减少数据库负载。Memcached只提供最简单的k-v形式的数据存储能力，不像redis那样有丰富的数据结构，今天我们就来着重聊一聊Memcached。

1. 数据库缓存

Memcached最核心、最常用的功能就是数据库缓存，对于热点数据，我们可以在缓存中存一份，由于缓存数据库性能往往都比db好得多，也能支持更高的请求量，因此可以极大的提高整个系统的荷载。

2. 数据一致性问题

数据库缓存适用于热点数据以及读多写少的场景，因为过于频繁的数据更新问题，就涉及到复杂的缓存与DB的数据一致性问题。

缓存的本质是数据的冗余存储，而所有冗余的数据，都有一致性问题，最常说的缓存一致性方案是延迟双删：

数据发生更新
先删除缓存 -> 防止并发的查询操作查到脏数据
再更新数据库
一段时间后再删除缓存 -> 防止上图中已经进入网络传输的老的操作4把缓存更新为藏数据

但是，延迟双删其实是一个玄之又玄的方案，比如说延迟，究竟应该延迟多长时间？在逻辑上，这个方案是没办法保证必然的数据一致性的。并且，这个方案确实非常复杂。

对于高频修改的数据，设置缓存本身就不是一个明智之选，而对于低频修改的数据，我们直接保证数据先写入数据库，再按照数据库数据更新缓存两步操作的事务就可以了。至于说更新完数据库，还未更新缓存时，并发查询操作查到的是脏数据的问题，我认为是可以接受的，因为就算没有缓存，当两个客户端对DB发起并发的读写操作时，我们也没办法确保读到的数据是修改前还是修改后的。

3. Memcached内存模型

3.1. 内存数据结构

Memcached是一个纯内存操作的缓存中间件，其底层结构就是一张存在于内存中的巨大的哈希表。另外，Memcached 使用 LRU（Least Recently Used，最近最少使用）算法来管理缓存，当内存不足时会自动过期回收旧的数据。

3.2. Slab机制

Memcached使用slab机制进行物理内存的管理，slab机制在内存管理中非常常见，linux、Go语言的内存管理中都有Slab的影子，这里，我们简单介绍，帮住大家快速了解什么是Slab。

Slab的思想和常量池、线程池非常相似，当我们需要分配一块内存空间时，如果即时创建，就不可避免的要有实实例化的耗时，因此，我们可以像线程池一样，把需要的内存空间准备出来，需要分配的时候开箱即用，直接分配，就能大大缩短这一时间开销，这就是Slab机制。

我们把内存空间分为一个个固定大小的chunked，需要使用时，按需选择适合的chunked直接分配就可以了。当小chunked不够用时，可以将大chunked切割为一个个小chunked，在进行分配。另外，Slab机制中往往有一个线程进行碎片chunked的整理，将小chunked适时合并为大的chunked。

4. 线程模型

Memcached使用的是多线程模型，这一点和redis有很大的不同，我们都知道，redis的主线程是单线程的，由于redis是纯内存操作，速度很快，就算是单线程处理，性能瓶颈也不在CPU而是网络IO，并且单线程还避免了锁操作的额外开销，那么，为什么Memcached还要使用多线程模型呢？

其实这个问题我也暂时还没找到答案，但是我的思考是这样的，相较于强大的，提供了多种数据结构的redis，Memcached的定位还是更纯粹一点，更多的还是当作数据库DB前的数据缓存，前面我们也提到了，这种应用场景就需要我们的业务具有读多写少的特征，而在这种场景下，发生锁争抢的可能本身就是很小的，因此，通过多线程的方式进一步提升数据并发读取的性能，也不失为一种选择。

Memcached与redis相比，还有一个不同，Memcached没有数据持久化的能力，而redis有RDB和AOF两种持久化机制。