数据库可以分为两大类，一类为关系型数据库，例如我们之前使用过的MySQL，另一类是非传统关系型数据库，我们称之为NoSQL(Not Only SQL)。NoSQL包括k/v数据库(Key-value Store)、文档数据库(Document Store)、列存数据库(Column Store)、图数据库(Graph DB)和时序数据库(Time Series)等分类，memcached属于k/v数据库的一种，是一款高速运行的分布式缓存服务器。
- memcached特点
memcached具有如下特点：
①基于Key-Value做内存缓存
memcached只支持能序列化的数据类型，不支持持久化，它是基于Key-Value的内存缓存系统。
②集群同步功能
memcached虽然没有像redis所具备的数据持久化功能，比如RDB和AOF都没有，但是可以通过做集群同步的方式，让各memcached服务器的数据进行同步，从而实现数据的一致性，即保证各memcached的数据是一样的，即使有任何一台memcached发生故障，只要集群中有一台memcached可用就不会出现数据丢失，当其他memcached重新加入到集群的时候，可以自动从有数据的memcached当中自动获取数据并提供服务。
③高效读写
memcached借助了操作系统的libevent工具做高效的读写。libevent是个程序库，它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口，即使对服务器的连接数增加，也能发挥高性能。memcached使用这个libevent库，因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能。
④实现session共享
memcached支持最大的内存存储对象为1M，超过1M的数据可以使用客户端压缩或拆分报包放到多个key中，比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长，memcached最适合保存用户的session实现session共享。
⑤采用Slab Allocator机制
memcached存储数据时，memcached会去申请1MB的内存，把该块内存称为一个slab，也称为一个page。
⑥支持多语言
memcached支持多种开发语言，包括JAVA、C、Python、PHP、C#、Ruby和Perl等。
- memcached工作机制
2.1 内存分配机制
应用程序运行需要使用内存存储数据，但对于一个缓存系统来说，申请内存、释放内存将十分频繁，非常容易导致大量内存碎片，最后导致无连续可用内存可用，memcached采用了Slab Allocator机制来分配、管理内存。在memcached中，我们需要注意Page、Chunk和Slab Class这三个关键术语：
①Page：分配给Slab的内存空间，默认为1MB，分配后就得到一个Slab，Slab分配之后内存按照固定字节大小等分成chunk。
②Chunk：用于缓存记录k/v值的内存空间，memcached会根据数据大小选择存到哪一个chunk中，假设chunk有128bytes、64bytes等多种，数据只有100bytes存储在128bytes中，存在少许浪费。Chunk最大就是Page的大小，即一个Page中就一个Chunk。
③Slab Class：Slab按照Chunk的大小分组，就组成不同的Slab Class，第一个Chunk大小为96B的Slab为Class 1，Chunk大小为120B的Slab为Class 2，如果有100bytes要存，那么Memcached会选择Slab Class 2 存储，因为它是120bytes的Chunk。Slab之间的差异可以使用Growth Factor 控制，默认1.25。
2.2 懒过期机制
memcached不会监视数据是否过期，而是在取数据时才看是否过期，如果过期，就把数据有效期限标识为0，并不清除该数据，以后可以覆盖该位置存储其它数据。
2.3 LRU机制
当内存不足时，memcached会使用LRU（Least Recently Used，最近最少使用）机制来查找可用空间，分配给新记录使用。
2.4 集群机制
memcached集群，称为基于客户端的分布式集群，是由客户端实现集群功能，即memcached本身不支持集群。另外memcached集群内部并不互相通信，一切都需要客户端连接到memcached服务器后自行组织这些节点，并决定数据存储的节点。
- memcached工作原理
①memcached是基于key-value的方式来做内存缓存的，所以它的处理对象是一个个的kv对，key在经过哈希算法转化成hash-key，便于查找、对比以及做到尽可能的散列。同时，memcached用的是一个二级散列，通过一张大hash表来维护。
②memcached是C/S架构的，由服务器端（server）和客户端（client）两个核心组件组成，在一个memcached的查询中，client先通过计算key的哈希值来确定kv对所处在的server位置。当server确定后，客户端就会发送一个查询请求给对应的server，让它来查找确切的数据。因为这之间没有交互以及多播协议，所以memcached交互带给网络的影响是最小化的。
