一：概念介紹
Memcache是一個高性能的分布式的內存對象緩存系統，通過在內存里維護一個統一的巨大的hash表，它能夠用來存儲各種格式的數據，包括圖像、視頻、文件以及數據庫檢索的結果等。簡單的說就是將數據調用到內存中，然后從內存中讀取，從而大大提高讀取速度（即用於在動態應用中減少數據庫負載，提升訪問速度）。
Memcache是以守護進程方式運行於一個或多個服務中，隨時會接收客戶端的連接和操作。
Memcached是一種無阻塞的socket通信方式服務，基於libevent庫，由於無阻塞通信，對內存讀寫速度非常之快。
Memcached分服務器端和客戶端，可以配置多個服務器端和客戶端，應用於分布式的服務非常廣泛。
Memcached是鍵值一一對應，key默認最大不能超過128個字 節，value默認大小是1M，也就是一個slabs，如果要存2M的值（連續的），不能用兩個slabs，因為兩個slabs不是連續的，無法在內存中 存儲，故需要修改slabs的大小，多個key和value進行存儲時，即使這個slabs沒有利用完，那么也不會存放別的數據。
二：特點
1、高性能
無論哪一種數據庫dbms(mysql,oracle,mssql,db2,Postgres等等)，再怎么優化，最終也避不開與慢速的存儲介質（硬盤、磁帶）進行數據交換，但往往一旦涉及到了存儲介質的io操作，存取性能就會急劇下降。memcached，顧名思義，它的全部操作自始至終都是在內存中進行的，所以存取數據的效率非常高。
通常情況下，大型網站對於數據庫的操作都會做優化。通常的手段有兩種：
a、讀寫數據分離，采用主/輔庫的方式，來分散數據庫的壓力，提高查詢速度。
b、按照業務特點橫向或者縱向分割數據庫。簡單來講，就是大庫變小庫，大表變小表，來提高數據庫訪問的效率。一般來講，一個數據庫具有很多表或者一張表有N多的記錄，都會明顯的降低數據庫的服務能力，比如mysql數據庫單表記錄達到2000萬條左右（筆者以前的工作經驗），性能會下降到幾乎無法忍受。
數據庫會在以下情況下會出現訪問瓶頸：
a、事務操作
企業級的數據庫（比如mysql的innodb模式）都支持事務操作。由於事務具有原子性，事務中涉及的數據表在運行過程中將會加鎖。在這種情況下，訪問這些表的數據會出現延遲。
b、數據更新
數據庫中任何的表在數據更新過程中，同樣會被加鎖。在這種情況下，也會出現上面同樣的結果。
2、分布式
一種計算機硬件的配置方式和相應的功能配置方式。它是一種多處理器的計算機系統，各處理器通過互連網絡構成統一的系統。系統采用分布式計算結構，即把原來系統內中央處理器處理的任務分散給相應的處理器，實現不同功能的各個處理器相互協調，共享系統的外設與軟件。這樣就加快了系統的處理速度，簡化了主機的邏輯結構。
memcache的分布式特性主要表現在兩個方面：
a.memcache客戶端mc和服務器端ms可以單獨安裝在任何獨立server上。
當然部署在同一台server上也沒問題，甚至於一台機器上可以部署n個memcached。
b.memcache服務器端ms可以安裝在任意數量的server上，提供並行存儲和計算的能力。
這是分布式特性的本質體現。ms可以形成任意多台server組成的集群，為mc提供服務。
三：工作機制
Memcached 是以守護程序方式運行於一個或多個服務器中，隨時接受客戶端的連接操作，客戶端可以由各種語言編寫，目前已知的客戶端 API 包括 Perl/PHP/Python/Ruby/Java/C#/C 等等。客戶端首先與 Memcached 服務建立連接，然后存取對象。每個被存取的對象都有一個唯一的標識符 key，存取操作均通過這個 key 進行，保存的時候還可以設置有效期。保存在 Memcached 中的對象實際上是放置在內存中的，而不是在硬盤上。Memcached 進程運行之后，會預申請一塊較大的內存空間，自己進行管理，用完之后再申請一塊，而不是每次需要的時候去向操作系統申請。Memcached將對象保存在一個巨大的Hash表中，它還使用NewHash算法來管理Hash表，從而獲得進一步的性能提升。所以當分配給Memcached的內存足夠大的時候， Memcached的時間消耗基本上只是網絡Socket連接了。
Memcached按照LRU方式調度數據。LRU是Least Recently Used的縮寫，即最近最少使用頁面置換算法，是為虛擬頁式存儲管理服務的。LRU算法在實際的工作環境中會與操作系統相關，所現在都使用X64位系統。
四、Memcached刪除機制
Memcached並沒有過期監控，它是標記刪除，只要內存沒有被重復使用，即使過期了，數據也會存在於內存之中，只是在get時檢測過期時間，如果當前時間大於有效期，就直接返回false。
五、應用場景
1、分布式應用。
由於memcached本身基於分布式的系統，所以尤其適合大型的分布式系統。
2、數據庫前段緩存。
數據庫常常是網站系統的瓶頸。數據庫的大並發量訪問，常常造成網站內存溢出。當然我們也可以使用Hibernate的緩存機制。但memcached是基於分布式的，並可獨立於網站應用本身，所以更適合大型網站進行應用的拆分。
3、服務器間數據共享。
舉例來講，我們將網站的登錄系統、查詢系統拆分為兩個應用，放在不同的服務器上，並進行集群，那這個時候用戶登錄后，登錄信息如何從登錄系統服務器同步到查詢系統服務器呢？這時候，我們便可以使用memcached，登錄系統將登錄信息緩存起來，查詢系統便可以獲得登錄信息，就像獲取本地信息一樣。
不適合應用的場景：
1、緩存的數據量比較小。
2、緩存的數據需要持久化。
六、用途
1、提高系統的並發能力
2、減輕數據庫的負擔
這兩種用途其實非常容易理解。由於memcached高性能，所以可以同時服務於更多的連接，大大提高了系統的並發處理的能力。另外，memcached通常部署在業務邏輯層（前台應用）和存儲層（主指數據庫）之間，作為數據庫和前台應用的數據緩沖，因此可以快速的響應前端的請求，減少對數據庫的訪問。