從零打造 memcached 客戶端庫：網路協議封裝與阻塞 Socket 實作

memcached 核心概念

• 高效能分散式快取系統，以 Key-Value 形式將資料存於記憶體。
• 基於 libevent 的獨立網路伺服器程序，透過 TCP 通訊（預設埠 11211）。
• 客戶端 API 本質：封裝網路層通訊，讓上層呼叫 add/get 等介面即可操作，感知不到網路存在。

Windows 環境部署

官方無提供 Windows 可執行檔，可從 jehiah.cz 下載移植版。安裝/啟動指令：

memcached.exe -d install  // 安裝為 Windows 服務
memcached.exe -d start    // 啟動服務

memcached 協議精要

• 行基礎協議：請求與回應皆以 \r\n 結尾。
• 兩類資料：命令（互動控制）與使用者資料（實際快取內容）。
• 命令分類：儲存、刪除、讀取、資訊查詢。核心僅 add/get/del。
• Key 限制：不超過 255 字元字串，類似 std::map 概念。

儲存命令格式

<command> <key> <flags> <exptime> <bytes> [noreply]\r\n

注意：noreply 選項在 1.2.2 版不支援，請參考 changelog。

阻塞 Socket 通訊完整流程

1. 建立連線

SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
sockaddr_in addr = {0};
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(11211);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
connect(s, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

2. 發送儲存命令與資料塊

char cmd[256], data[] = "test data";
sprintf(cmd, "set TestKey 0 0 %d\r\n", strlen(data));
send(s, cmd, strlen(cmd), 0);        // 命令行
send(s, data, strlen(data), 0);      // 資料塊
send(s, "\r\n", 2, 0);               // 資料結束符

3. 接收回應

char reply[256];
int ret = recv(s, reply, sizeof(reply)-1, 0);
reply[ret] = 0;
printf("server reply: %s\n", reply);  // 成功回傳 "STORED"

其他操作與原始碼

取得、刪除等操作遵循相同模式。完整封裝原始碼可供下載，採阻塞 Socket 對應協議，閱讀輕鬆。適合作為網路程式設計練習題。