50个Memcached常见问题

以下是50个Memcached常见问题及其解决方案：

1. Memcached是如何工作的？

   • Memcached使用两阶段哈希（two-stage hash）来工作。它就像一个巨大的哈希表，存储了很多键值对。客户端可以把数据存储在多台Memcached服务器上。当查询数据时，客户端首先参考节点列表计算出键的哈希值（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），查找真正的数据项。

2. Memcached最大的优势是什么？

   • Memcached最大的优势是它的水平可扩展性。由于客户端自己做了一次哈希，因此很容易增加大量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。

3. Memcached和MySQL的query cache相比，有什么优缺点？

   • MySQL的query cache是集中式的，连接到该query cache的MySQL服务器都会受益。当修改表时，MySQL的query cache会立刻被刷新。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。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Memcached，我们可以搭建出各种高效的缓存。

4. 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？

   • 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。local cache缺少集体失效（group invalidation）的特性。

5. Memcached如何实现冗余机制？

   • Memcached不实现冗余机制。它应该是应用的缓存层，其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，应该可以从数据源（比如数据库）再次获取到数据。

6. Memcached如何处理容错的？

   • 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，可以选择忽略它，或者把失效的节点从节点列表中移除，或者启动热备节点，接管失效节点所占用的IP，或者使用一致性哈希算法，或者使用两次哈希。

7. 如何将Memcached中item批量导入导出？

   • 通常不建议这样做，因为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。如果确实需要批量导出导入，可以考虑使用MogileFS或者重新使用MySQL等方法。

8. Memcached是如何做身份验证的？

   • Memcached没有身份认证机制。如果希望限制访问，可以使用防火墙，或者让Memcached监听unix domain socket。

9. Memcached的多线程是什么？如何使用它们？

   • Memcached 1.2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。如果系统负载并不重，也许不需要启用多线程工作模式。如果在运行一个拥有大规模硬件的、庞大的网站，将会看到多线程的好处。

10. Memcached能接受的key的最大长度是多少？

    • Memcached能接受的key的最大长度是250个字符。

11. Memcached对item的过期时间有什么限制？

    • Memcached对item的过期时间的最大值为30天，即2592000秒。

12. Memcached最大能存储多大的单个item？

    • Memcached最大能存储1M字节的单个item。

13. 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？

    • Memcached的内存分配器使用slabs来管理内存，这种方式可以减少内存碎片，提高内存使用效率。相比于传统的malloc/free，slabs可以更好地控制内存的分配和释放，避免了内存碎片的产生。

14. Memcached是原子的吗？

    • Memcached的操作是原子的，这意味着在并发环境下，Memcached的操作不会被其他操作中断，保证了数据的一致性。

15. 如何实现集群中的Session共享存储？

    • 可以使用Memcached来实现集群中的Session共享存储。通过将Session数据存储在Memcached中，不同的服务器实例可以共享这些数据，从而实现Session的一致性。

16. Memcached与Redis的区别？

    • Memcached和Redis都是内存缓存系统，但它们在数据结构、持久化、集群等方面有所不同。Redis支持更多的数据结构（如列表、集合、有序集合等），并且提供了持久化功能，而Memcached仅支持简单的键值对存储，且不提供持久化功能。

17. Memcached服务分布式集群如何实现？

    • Memcached服务分布式集群可以通过在多个服务器上部署Memcached实例，并使用客户端的哈希算法将数据分布到不同的节点上。常见的哈希算法有余数式哈希算法和一致性哈希算法，后者可以在添加或移除节点时减少对现有数据分布的影响。

18. Memcached的内存使用问题如何解决？

    • 当Memcached的内存使用接近配置的上限时，会出现内存不足的问题，导致新请求无法存储。可以通过调整内存配置、优化数据存储策略、定期清理过期数据等方式来解决内存不足的问题。另外，内存泄漏也是一个常见问题，可以通过升级版本和检查客户端代码来解决。

19. Memcached的连接问题如何解决？

    • 连接问题包括连接超时和连接断开。连接超时通常是由于网络延迟或服务器负载过高导致的，可以通过优化网络、增加连接池等方式来解决。连接断开可能是由于服务器重启、网络波动等原因导致的，可以通过在客户端代码中实现自动重连机制和使用负载均衡器来解决。

20. Memcached的数据一致性问题如何解决？

    • 数据一致性问题包括缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿等。缓存穿透可以通过缓存空结果和使用布隆过滤器来解决；缓存雪崩可以通过设置缓存随机过期时间和使用分布式缓存系统来解决；缓存击穿可以通过使用互斥锁和预加载缓存来解决。

21. Memcached的性能问题如何解决？

    • 性能问题包括响应时间过长和吞吐量不足。响应时间过长可能是由于网络延迟、服务器负载过高等原因导致的，可以通过优化网络、负载均衡等方式来解决。吞吐量不足可能是由于服务器硬件配置不足、连接数限制等原因导致的，可以通过增加服务器、优化硬件、调整配置等方式来解决。

22. Memcached的安全问题如何解决？

    • 安全问题包括未授权访问和数据泄露。未授权访问可以通过设置访问控制列表（ACL）和使用加密传输协议（如TLS）来解决。数据泄露可以通过对存储在Memcached中的敏感数据进行加密来解决。

23. Memcached的版本兼容问题如何解决？

    • 版本兼容问题包括协议差异和功能差异。可以通过使用支持多种协议版本的客户端库和确保服务器和客户端版本的兼容性来解决。

24. Memcached的集群管理问题如何解决？

    • 集群管理问题包括节点故障和数据同步。节点故障可以通过使用负载均衡器、自动重连机制和热备节点来解决。数据同步可以通过使用一致性哈希算法和两次哈希等方式来减少节点变动对数据分布的影响。

25. Memcached的日志与监控问题如何解决？

    • 日志管理和性能监控对于维护Memcached的稳定运行至关重要。可以使用Memcached提供的日志功能和第三方监控工具（如memcache-top）来监控Memcached的性能指标，如命中率、负载等，并根据监控结果进行优化。

26. Memcached的数据恢复策略和步骤是什么？

    • 数据恢复可以通过定期备份Memcached中的数据，并在需要时将备份文件中的数据重新导入到Memcached中来实现。可以使用memcached-tool等工具进行数据的备份和恢复。

27. 如何制定有效的Memcached备份和恢复计划？

    • 备份策略可以包括全量备份和增量备份，恢复计划应该包括测试恢复和自动化恢复过程，以确保备份数据的有效性和减少人为错误。

28. Memcached的故障恢复后的系统优化建议有哪些？

    • 故障恢复后，可以通过优化缓存策略、负载均衡、访问控制和数据加密等方式来提高系统的性能和安全性。

29. Memcached的缓存雪崩现象及解决方案是什么？

    • 缓存雪崩是指大量缓存同时失效，导致大量请求直接涌向数据库，造成数据库压力过大甚至崩溃。解决方案包括设置缓存随机过期时间、使用分布式缓存系统、预加载缓存等。

30. Memcached的缓存无底洞现象及解决方案是什么？

    • 缓存无底洞现象是指随着Memcached节点的增加，连接频率和效率下降的问题。解决方案包括将一组相关的key按其共同前缀分布到同一个节点上，以减少连接的节点数量。

31. Memcached的永久数据被踢现象及解决方案是什么？

    • 永久数据被踢现象是指设置为永久有效的数据在某些情况下被意外删除。解决方案包括将永久数据和非永久数据分开放置，以避免被LRU算法删除。

32. Memcached的内存分配器是如何工作的？

    • Memcached的内存分配器使用slabs来管理内存，这种方式可以减少内存碎片，提高内存使用效率。它将内存划分为不同大小的块，每个块称为一个slab，不同大小的对象可以存储在相应大小的slab中。

33. Memcached的多线程模式有什么优势？

    • 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。这可以提高Memcached的处理能力，特别是在多核CPU的环境下。

34. Memcached的key设计有什么注意事项？

    • key的设计应该考虑到哈希分布的均匀性，避免出现热点数据。此外，key的长度应该尽量短，以减少网络传输的开销。

35. Memcached的客户端库有哪些？

    • 常见的Memcached客户端库包括Perl、C、C#、PHP、Python、Java、Ruby等语言的客户端库，以及PostgreSQL的存储过程及触发器等。

36. Memcached的协议是什么？

    • Memcached使用的是基于文本的简单协议，支持的命令包括set、get、delete等。此外，还有二进制协议，它提供了更高的性能和更低的网络开销。

37. Memcached的内存限制是多少？

    • Memcached的内存限制可以通过启动参数进行配置，通常建议根据服务器的实际内存大小进行合理设置，以避免内存不足或浪费。

38. Memcached的连接数限制是多少？

    • Memcached的连接数限制也可以通过启动参数进行配置，通常建议根据服务器的硬件配置和预期的负载进行合理设置，以避免过多的连接导致服务器性能下降。

39. Memcached的命中率如何提高？

    • 可以通过优化缓存策略、增加缓存数据的有效期、预加载热点数据等方式来提高Memcached的命中率。

40. Memcached的性能监控工具有哪些？

    • 常见的Memcached性能监控工具包括memcache-top、memcached-tool、mcstat等，这些工具可以帮助监控Memcached的性能指标，如命中率、负载等。

41. Memcached的数据一致性如何保证？

    • 可以通过使用互斥锁、分布式事务等方式来保证Memcached中的数据一致性，特别是在高并发环境下。

42. Memcached的集群部署有哪些注意事项？

    • 集群部署时应该考虑节点的分布、数据的一致性哈希算法、节点的容错处理等因素，以确保集群的高可用性和性能。

43. Memcached的安全加固措施有哪些？

    • 可以通过设置访问控制列表（ACL）、使用加密传输协议（如TLS）、对敏感数据进行加密存储等方式来加固Memcached的安全。

44. Memcached的内存泄漏问题如何排查？

    • 可以通过监控Memcached的内存使用情况、检查客户端代码是否存在内存泄漏的逻辑错误、使用内存分析工具等方式来排查内存泄漏问题。

45. Memcached的性能优化有哪些方法？

    • 性能优化方法包括优化网络配置、增加服务器数量、升级硬件、调整Memcached配置