阐述什么是Memcache ？它有什么作用？
Memcache是一个分布式的高速缓存系统，由LiveJournal的Brad Fitzpatrick开发，被许多网站用于提升访问速度，尤其是对于一些大型的、需要频繁访问数据库的网站来说，其效果十分显著。
Memcache的作用主要在于通过在内存中缓存数据和对象，减少读取数据库的次数，从而提高动态、数据库驱动网站的速度。其特点包括分布式、能够在内存中存储各种格式的数据（包括图像、视频、文件以及数据库检索的结果等）、支持多种缓存策略、使用简单的文本协议进行通信等。
同时，Memcache的另一个重要特性是能够在内存中维护一个巨大的hash表，这个hash表能够存储各种格式的数据。由于数据存储在内存中，因此读取速度非常快，从而大大提高了网站的性能和响应速度。
Memcached 什么是服务特点和架构 ？
Memcached的服务特点主要包括：
- 完全基于内存缓存。
- 节点相互独立。
- C/S模式架构。
- 支持epoll/kqueue异步I/O模型。
- key-value键值对数据类型。
- 全内存缓存，效率高。
- 支持分布式集群。
至于Memcached的架构，它是一个C/S模式的软件，在服务器端启动memcached服务守护进程，可以指定监听的IP地址、端口号、并发访问连接数以及分配多少内存来处理客户端的请求的参数。Memcached是以守护程序方式运行于一个或多个服务器中，随时接受客户端的连接操作。客户端首先与Memcached服务建立连接，然后存取对象。保存在Memcached中的对象是放置在内存中的，而不是在硬盘上。
简述Memcached 工作原理？
Memcached的工作原理是将数据存储在内存中，以减少对数据库的访问次数。当应用程序需要访问数据时，它首先会检查缓存中是否存在该数据。如果缓存中存在该数据，则应用程序可以直接从缓存中获取数据，而不必访问数据库。这样可以大大减少对数据库的访问次数，从而提高系统的性能和响应速度。
简述Memcached 优势？
Memcached的优势主要在于以下几个方面：
- 高性能：Memcached利用多核优势，单实例吞吐量极高，可以达到几十万QPS。适用于最大程度扛量。
- 简单易用：Memcached的API接口简单易用，客户端的API实现也相对简单，这使得开发人员可以快速地集成Memcached到他们的应用程序中。
- 内存存储：Memcached使用内存存储数据，因此可以提供非常快的读写速度，特别是在处理大量数据时。
- 分布式缓存：Memcached支持分布式缓存，可以在多个节点上部署，以增加缓存容量和冗余性。这使得Memcached可以轻松地扩展缓存容量，以满足大规模应用程序的需求。
- 开源免费：Memcached是开源的，可以免费使用和修改。这使得开发人员可以自由地使用Memcached，并根据自己的需求进行定制。
总之，Memcached是一种高效、简单易用、内存存储、分布式缓存的开源缓存系统，适用于各种规模的应用程序。
Memcached和服务器 local 与cache相比，cache有哪些优缺点？
Memcached与服务器local cache相比，有以下的优缺点：
- 存储方式：Memcached的存储方式是内存存储，而服务器local cache可以是内存存储也可以是磁盘存储。内存存储速度更快，但会受到内存容量限制；磁盘存储容量更大，但读写速度相对较慢。
- 缓存策略：Memcached支持多种缓存策略，例如LRU（最近最少使用）、LFU（最频繁使用）等，可以根据实际需求进行选择。而服务器local cache的缓存策略可能较为简单，无法像Memcached一样灵活。
- 分布式：Memcached支持分布式缓存，可以在多个节点上部署，以增加缓存容量和冗余性。而服务器local cache通常是单个服务器的缓存，容量和冗余性可能受到限制。
- 性能优化：Memcached可以利用多核优势，单实例吞吐量极高，可以达到几十万QPS。而服务器local cache的性能可能受到服务器硬件和软件的限制，无法达到如此高的吞吐量。
- 开源性：Memcached是开源的，可以免费使用和修改。而服务器local cache可能是封闭的，无法进行定制和扩展。
综上所述，Memcached在存储方式、缓存策略、分布式、性能优化和开源性方面相对于服务器local cache具有优势。然而，在实际应用中，需要根据具体场景进行选择，综合考虑性能、容量、成本等因素。
Memcached 可接受的key最大长度是多少？
Memcached可接受的key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。
Memcached对item的过期时间限制？
Memcached对item的过期时间限制最大可以达到30天。当设置过期时间大于30天时，值将无法设置进缓存。
Memcached最大能存储多大的单个item？
Memcached单个item最大能存储的数据大小是1MB。如果需要存储的数据大于1MB，可以在客户端进行压缩或者拆分到多个key中。
阐述为什么单个item的大小被限制在1M byte之内？
Memcached将单个item的大小限制在1MB之内，主要是出于以下几个原因：
- 内存管理：在Memcached中，所有的数据都存储在内存中，因此单个item的大小受到可用内存的限制。限制item的大小可以确保Memcached可以在有限的内存资源中有效地工作，避免过多的内存消耗。
- 性能优化：如果单个item的大小过大，会使得读写操作的开销增大，从而降低Memcached的性能。限制item的大小可以使得读写操作更加高效，提高整体性能。
- 防止内存碎片：当存储的item大小超过内存块的大小时，Memcached需要分配新的内存块来存储数据，这会导致内存碎片的产生。限制item的大小可以减少内存碎片的产生，提高内存利用率。
- 防止OOM（Out-of-Memory）：如果一个item过大，可能会导致整个Memcached进程被杀死，因为系统会认为它已经耗尽了所有可用的内存资源。限制item的大小可以防止这种情况的发生。
综上所述，将单个item的大小限制在1MB之内可以确保Memcached在有限的内存资源中高效地工作，避免内存碎片的产生，并防止出现OOM的情况。
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的内存分配器使用了一种称为内存池（memory pool）的机制来实现内存分配。在Memcached中，内存被划分为多个固定大小的内存块，每个内存块称为一个slab。每个slab包含多个item，每个item的大小通常小于等于slab的大小。
不使用传统的malloc/free函数进行内存分配的原因有以下几点：
- 性能：传统的malloc/free函数在分配和释放内存时存在较大的开销。这是因为它们需要维护内存分配的元数据（如指向空闲内存块的链表），并且在分配内存时需要进行系统调用。相比之下，内存池机制可以预先分配好内存块，避免了频繁的内存分配和释放操作，从而提高了性能。
- 内存碎片：传统的malloc/free函数容易产生内存碎片。这是因为它们在分配和释放内存时可能会导致内存块的合并和分裂，从而产生不连续的内存碎片。相比之下，内存池机制预先分配好固定大小的内存块，避免了内存碎片的产生。
为什么要使用slabs？
使用slabs是为了实现更高效的内存管理。在Memcached中，不同大小的item需要不同的内存块来存储。使用多个slab可以更好地适应不同大小的item，从而提高内存利用率。同时，使用多个slab还可以避免不同大小的item之间的相互干扰和影响，确保数据的完整性和一致性。
总之，Memcached的内存分配器使用内存池机制和slabs来提高性能、减少内存碎片并适应不同大小的item，从而提供高效、可靠的内存管理。
如何实现Memcached服务分布式集群？
实现Memcached服务分布式集群的方法有多种，以下是其中一种常见的实现方式：
- 选择合适的分布式缓存算法：常见的分布式缓存算法包括一致性哈希（Consistent Hashing）、虚拟节点（Virtual Node）等。这些算法可以帮助在分布式系统中实现负载均衡和数据分片。
- 选择合适的负载均衡器：负载均衡器可以将客户端请求分发到多个Memcached服务器节点上，以实现负载均衡和高可用性。可以使用硬件负载均衡器或软件负载均衡器，如Nginx、HAProxy等。
- 配置多个Memcached节点：在多个服务器上安装Memcached服务，并配置每个节点的IP地址和端口号。确保每个节点都可以通过网络连接进行访问。
- 配置分布式缓存算法：根据选择的分布式缓存算法，配置各个Memcached节点之间的分布方式。例如，使用一致性哈希算法时，需要配置各个节点之间的哈希环。
- 配置客户端的连接池：在客户端应用程序中，配置连接池来管理对Memcached服务器的连接。连接池可以避免每次请求时都创建新的连接，提高性能和效率。
- 测试和监控：在集群部署完成后，进行测试以确保各个节点正常运行，并进行监控以确保系统的可用性和性能。
需要注意的是，在实现分布式集群时，还需要考虑一些问题，如节点故障、数据同步、扩展性等。因此，在实际部署中，需要根据具体情况进行综合考虑和调整。
如何合理地使用Memcache缓存？如果缓存数据量过大如何部署？
合理使用Memcache缓存可以提高应用程序的性能和响应速度，但需要注意以下几点：
- 选择合适的缓存策略：根据实际需求选择合适的缓存策略，如LRU（最近最少使用）、LFU（最频繁使用）等。同时，需要考虑到缓存的命中率和更新频率等因素。
- 控制缓存数据量：为了避免缓存数据量过大导致内存溢出或性能下降，需要控制缓存数据的大小和数量。可以设置缓存数据的过期时间或使用内存淘汰机制来清理不再使用的数据。
- 缓存热点数据：对于经常被访问的数据，可以使用Memcache缓存来提高性能。但需要注意缓存热点数据的更新和失效时间，以避免缓存失效后出现的问题。
- 避免缓存雪崩：为了避免缓存雪崩（大量缓存同时失效）导致的问题，可以采取一些措施，如使用随机过期时间、设置备份数据等。
如果缓存数据量过大，可以考虑以下部署方式：
- 使用多个Memcache节点：将缓存数据分散到多个Memcache节点上，以增加缓存容量和冗余性。可以使用分布式缓存算法来实现数据的分片和负载均衡。
- 使用集群模式：将多个Memcache节点组成一个集群，以实现数据的同步和备份。可以使用一些开源的分布式缓存系统，如Redis Cluster、Cassandra等。
- 使用内存池机制：通过内存池机制来管理缓存数据的分配和释放，以减少内存碎片和提高内存利用率。可以使用一些内存池实现库，如libevent、libuv等。
总之，合理使用Memcache缓存可以提高应用程序的性能和响应速度，但需要注意控制缓存数据量的大小和数量，并采取一些措施来避免缓存雪崩等问题。如果缓存数据量过大，可以考虑使用多个节点、集群模式或内存池机制来扩展缓存容量和提高性能。
Redis 与 Memcache有什么区别？
Redis与Memcache主要有以下区别：
- 数据结构：Memcache只支持简单的key-value结构的数据记录，而Redis支持的数据类型要丰富得多。Redis支持服务器端的数据操作，拥有更多的数据结构和并支持更丰富的数据操作，支持list、set、sorted set、hash等众多数据结构，还同时提供了持久化和复制等功能。
- 内存管理机制：Redis不是所有的数据都一直存储在内存中的，部分数据会存放在硬盘上以保证数据的持久性。而Memcache把数据全部存在内存中，数据不能超过内存的大小，断电后数据库会挂掉。
- 数据操作复杂度：在Redis中，这些复杂的操作通常和一般的GET/SET一样高效。而在Memcached里，使用者需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去，这大大增加了网络IO的次数和数据体积。
- 最大值：Redis最大可以达到1GB，而Memcache只有1MB。
- 数据类型：Memcache对数据类型支持相对简单，而Redis有复杂的数据类型。
- 持久性：Memcache数据在重启或者服务器停止后，数据会消失。而Redis可以通过两种方式持久化数据，一是快照，二是日志。
- 缓存失效处理：Memcache在缓存失效后，会对所有缓存进行更新。而Redis在缓存失效后，只有对这个key进行操作才会更新缓存。
- 内存使用效率：由于Redis仅仅保存key和value，而且采用了压缩编码，所以内存使用效率比Memcached高。
- 事务支持：Redis支持事务，而Memcached不支持事务。
综上所述，Redis和Memcache各有其优点和特点，需要根据实际应用场景来选择使用哪种缓存技术。
Memcached如何实现冗余机制
Memcached本身并没有实现冗余机制，但它可以配合一些其他技术来实现冗余功能。
一种常见的做法是使用分布式缓存系统。分布式缓存系统可以提供数据冗余和故障转移功能。例如，可以使用Redis Cluster或Cassandra等分布式缓存系统来搭建Memcached的冗余机制。
在Redis Cluster中，数据会被分片存储在不同的节点上，每个节点都保存一部分数据。这样，即使某个节点发生故障，其他节点仍然可以提供数据的冗余备份。
另外，一些第三方工具也可以为Memcached提供冗余功能。例如，一些分布式缓存系统提供了备份和故障转移功能，可以在Memcached节点发生故障时自动切换到其他节点，保证服务的可用性。
总之，要实现Memcached的冗余机制，需要结合分布式缓存系统或其他第三方工具来实现数据的冗余备份和故障转移功能。
Memcached服务应用场景中的主要核心工作流程 ？
Memcached服务的主要核心工作流程包括以下步骤：
- 客户端向Memcached服务器发送请求，请求数据或写入数据。
- 服务器接收到请求后，会查询其缓存中是否存在对应的数据。如果存在，则将数据返回给客户端；如果不存在，则将请求转发给后端数据库。
- 后端数据库查询到数据后，会将数据返回给服务器，并将数据缓存在Memcached中，方便下次访问使用。
- 服务器将数据返回给客户端，并将数据缓存在内存中，供后续的请求使用。
- 当分配给Memcached内存空间用完之后，会使用LRU（Least Recently Used，最近最少使用）策略加上到期失效策略，失效数据首先被替换，然后再替换掉最近未使用的数据。
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17. Memcached 和 MySQL 的 query cache 相比的优缺点？
19. 简述为什么会有Memcache和memcached两种名称？
25. 如何利用Memcached实现集群中的 session 共享存储？
30. 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？
31. 如何将 Memcached 中 item 批量导入导出？
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