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Memcached 緩存 MySQL 核心原理與交互流程全景圖解

編輯：MySQL 資料庫相關知識

架構定位

Memcached 作為中間緩存層，位於應用與 MySQL 之間，吸收高頻讀請求，降低數據庫 QPS 壓力，提升響應延遲。

交互流程圖解

┌─────────┐     ┌──────────────┐     ┌─────────┐
│  App    │────▶│  Memcached   │────▶│  MySQL  │
│ (Client)│     │  (Cache)     │     │  (DB)   │
└─────────┘     └──────────────┘     └─────────┘
      │               │                    │
      │ 1. GET key    │                    │
      │◀──────────────│                    │
      │               │                    │
      │ 2. MISS       │                    │
      │──────────────▶│                    │
      │               │ 3. SELECT ...      │
      │               │───────────────────▶│
      │               │                    │
      │               │ 4. Result Set      │
      │               │◀───────────────────│
      │               │                    │
      │               │ 5. SET key, value  │
      │               │ (TTL)              │
      │               │                    │
      │ 6. Return     │                    │
      │◀──────────────│                    │

四大核心操作模式

操作	Memcached 動作	MySQL 動作	關鍵點
查詢 (SELECT)	`GET key` → 命中返回 / 未命中觸發回源	未命中時執行查詢	回源後 `SET key value TTL` 回填緩存
更新 (UPDATE)	`DELETE key` (或 `SET` 新值)	執行更新	先更新 DB，再刪緩存，避免臟讀
新增 (INSERT)	`DELETE key` (相關列表緩存)	執行插入	列表/聚合緩存必須失效
刪除 (DELETE)	`DELETE key` (相關緩存)	執行刪除	同更新策略

核心 API 對照

// PHP Memcached 擴展範例
$mc = new Memcached();
$mc->addServer('127.0.0.1', 11211);

$key = 'thread_2009';
$ttl = 100; // 秒

// 1. 讀取
$data = $mc->get($key);
if ($data === false) {
    // 回源查詢
    $data = $db->query("SELECT * FROM threads WHERE id=2009")->fetch();
    $mc->set($key, $data, $ttl);
}

// 2. 更新
$db->execute("UPDATE threads SET views=views+1 WHERE id=2009");
$mc->delete($key); // 下次讀取自動回源

// 3. 新增
$db->execute("INSERT INTO threads ... VALUES (...)");
$mc->delete('thread_list_latest'); // 列表緩存失效

// 4. 刪除
$db->execute("DELETE FROM threads WHERE id=2009");
$mc->delete($key);
$mc->delete('thread_list_latest');

命名空間與 Key 設計規範

前綴隔離：appname:module:entity:id (如 forum:thread:2009)
版本號：Schema 變更時遷移不停機 v2:forum:thread:2009
TTL 分層：熱數據 5-30min，溫數據 1-6h，冷數據 12-24h
防穿透：空值緩存 SET key '' 30 避免重複回源
防雪崩：TTL 加隨機值 ttl + rand(0, 300) 錯峰失效

一致性模型與權衡

模式	一致性	性能	複雜度	適用場景
Cache-Aside (旁路緩存)	最終一致	高	低	讀多寫少、容忍秒級不一致
Read/Write Through	強一致	中	高	金融核心、需強一致
Write Behind (異步寫回)	弱一致	極高	極高	日誌、計數器、可丟失數據