Memcache的内存模型

几个名词

1. Item
   指实际存放到memcached中的数据对象结构，除key-value数据外，还包括memcached自身对数据对象的描述信息（Item=key+value+16byte后缀长+32byte结构体）

2. Chunk
   Chunk才是存放缓存数据的单位,Chunk是一系列固定的内存空间.一个Chunk里面存一个Item

3. Slab
   相同大小的chunk的集合

4. Page
   Page为内存分配的最小单位 Memcached的内存分配以page为单位，默认情况下一个page是1M，可以通过-I参数在启动时指定。如果需要申请内存时，memcached会划分出一个新的page并分配给需要的slab区域。page一旦被分配在重启前不会被回收或者重新分配

内存结构

上面途中的slab就当做是Page
每个类型slab的都会有一个LRU链表、一个空闲Item列表
每次读的时候会更新LRU如果已经过期会设置到slots

内存分配

Memcached在启动时通过-m指定最大使用内存，但是这个不会一启动就占用，是随着需要逐步分配给各slab的
如果一个新的缓存数据要被存放，memcached首先选择一个合适的slab，然后查看该slab是否还有空闲的chunk，如果有则直接存放进去；如果没有则要进行申请。slab申请内存时以page为单位，所以在放入第一个数据，无论大小为多少，都会有1M大小的page被分配给该slab
申请到page后:
slab会将这个page的内存按chunk的大小进行切分，这样就变成了一个chunk的数组，在从这个chunk数组中选择一个用于存储数据
这里有几个特点要注意:
1:Memcached分配出去的page不会被回收或者重新分配
2:Memcached申请的内存不会被释放slab
3:空闲的chunk不会借给任何其他slab使用[新版本中Page可以调配给其它的Slab，shell> memcached -o slab_reassign,slab_automove]

如果申请不到page:
触发当前slab的LRU机制

如何查询

整个memcache有个Hashtable,查询时,通过hashtable快速定位
HashTable的主要作用是：用于通过key快速查询缓存数据

1. Memcached在启动的时候，会默认初始化一个HashTable，这个table的默认长度为65536
   
2. 我们将这个HashTable中的每一个元素称为桶，每个桶就是一个item结构的单向链表
   
3. Memcached会将key值hash成一个变量名称为hv的uint32_t类型的值
   
4. 通过hv与桶的个数之间的按位与计算，hv & hashmask(hashpower)，就可以得到当前的key会落在哪个桶上面
   
5. 然后会将item挂到这个桶的链表上面。链表主要是通过item结构中的h_next实现