Memcached 安裝與運作原理完整指南：從原始碼編譯到分散式部署

前言

Memcached 是高效能、分散式的記憶體物件快取系統，廣泛用於加速動態 Web 應用。本文詳細記錄 Linux 環境下從原始碼編譯安裝 libevent 與 Memcached、啟動守護程序參數說明，以及核心運作原理（Client-Server 架構、Key-Value 儲存、LRU 淘汰機制）。

一、安裝前置需求：libevent

Memcached 依賴 libevent 處理非同步網路事件。建議安裝穩定版：

wget https://github.com/libevent/libevent/releases/download/release-2.1.12-stable/libevent-2.1.12-stable.tar.gz
tar -xzf libevent-2.1.12-stable.tar.gz
cd libevent-2.1.12-stable
./configure --prefix=/usr/local/libevent
make && make install

二、Memcached 編譯安裝

wget https://memcached.org/latest -O memcached-latest.tar.gz
tar -xzf memcached-latest.tar.gz
cd memcached-1.x.x
./configure --prefix=/usr/local/memcached --with-libevent=/usr/local/libevent
make && make install

安裝完成後執行檔位於 /usr/local/memcached/bin/memcached。

三、啟動守護程序參數詳解

/usr/local/memcached/bin/memcached -d -m 128 -l 192.168.1.1 -p 11211 -u www-data

四、核心運作原理

1. Client-Server 架構

• Memcached Server 以守護程序常駐記憶體，監聽 TCP/UDP 埠。
• Client（PHP、Python、Java 等）透過 Socket 連線，發送文字協定指令（set/get/delete/stats）。
• 無中央協調器，Client 端演算法（Consistent Hashing/Ketama）決定資料分佈於哪台 Server。

2. Key-Value 記憶體儲存

• 所有資料存放於實體記憶體，非磁碟，故極快（微秒級存取）。
• Value 最大 1 MB（可重新編譯調整），支援任意二進位資料。
• Key 長度上限 250 字元，建議使用可列印字元。

3. LRU (Least Recently Used) 淘汰機制

• 記憶體用盡時，優先淘汰最久未被存取的項目。
• 每個 Slab Class 獨立 LRU，避免大物件擠佔小物件空間。
• 可設定 -M 參數禁止自動淘汰（記憶體滿時回傳錯誤）。

4. 非持久化特性

重啟即遺失所有資料。Memcached 定位為「快取層」，非資料庫。架構設計時務必確保資料來源可重建（如從 DB 讀取）。

五、多台 Server 叢集部署

1. 每台伺服器獨立啟動 memcached，配置相同 -m、-p。
2. Client 端配置 Server List：['10.0.0.1:11211', '10.0.0.2:11211', '10.0.0.3:11211']。
3. Client 使用一致性雜湊分發 Key，單台故障只影響該台資料，其餘繼續服務。

六、監控與維運指令

關鍵指標：get_hits/get_misses（命中率）、bytes/limit_maxbytes（記憶體使用率）、evictions（淘汰次數）。

七、總結

Memcached 以簡單協定、純記憶體儲存、Client 端分散式演算法，提供極致讀寫效能。安裝需注意 libevent 依賴與使用者權限；運維核心在於監控命中率與淘汰率，合理規劃記憶體大小與過期策略。記住：它是快取，不是儲存，資料遺失須可接受且可重建。