Memcached的数据存储机制:深入了解Memcached如何管理内存

网络安全侦探 2019-03-17 ⋅ 7 阅读

Memcached是一个高性能、分布式的内存对象缓存系统,广泛应用于分布式计算和Web应用中。它的主要功能是将数据存储在内存中,以提供快速访问。在本文中,我们将深入了解Memcached的数据存储机制,以更好地理解它如何管理内存。

Memcached的内存结构

Memcached的内存结构是由一个动态大小的内存池组成。当Memcached启动时,它将从操作系统中分配一块连续的内存空间,并将其划分为一个个大小相等的内存块,称为“内存页”。这些内存页是Memcached存储数据的基本单位。

数据的存储和访问

Memcached使用哈希表来管理内存中的数据。当客户端调用SET命令将数据存储到Memcached时,Memcached首先根据数据的键(Key)通过哈希函数计算出一个内存页的地址。如果该地址上没有数据,则将该数据存储在此处;如果该地址上已经存在数据,则将该数据存储在内存页后面的空闲位置上。这样,相同键的数据将会存储在相同的内存页上。

当客户端调用GET命令获取数据时,Memcached通过哈希函数计算出数据所在的内存页地址,并在该地址上查找数据。如果数据不存在,则返回空值;如果数据存在,则返回该数据。

内存的管理和回收

Memcached的内存管理是基于“Least Recently Used”(LRU)算法的。当客户端调用SET命令存储数据时,Memcached将该数据标记为最近使用,并将其移动到内存页的前面。这样,在内存空间不足时,Memcached可以通过“Least Recently Used”策略选择最久未使用的数据进行回收。

当内存页被回收时,Memcached会将其标记为空闲,并将其放入内存页空闲链表中。当有新的数据需要存储时,Memcached会优先从空闲链表中选择空闲内存页进行分配。

内存碎片和内存回收

由于数据的插入和删除操作,Memcached的内存空间会出现不可避免的内存碎片问题。内存碎片会使内存空间的利用率下降,并且可能导致内存分配失败。

为了解决内存碎片问题,Memcached定期执行内存回收操作。当内存页中的数据被删除后,Memcached会判断该内存页是否为空。如果该内存页为空,且前后内存页都为空闲,则将该内存页释放给操作系统,以减少内存空间的碎片。

总结

Memcached通过动态分配内存页的方式,将数据存储在内存中,以提供快速访问的能力。它使用哈希表来管理数据,使用LRU算法进行内存管理和回收。然而,Memcached也面临内存碎片问题,为了解决这个问题,它定期执行内存回收操作。

深入了解Memcached的数据存储机制,可以帮助我们更好地理解和使用Memcached,提高系统的性能和稳定性。希望本文能对你有所启发,谢谢阅读!


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