memcached — связующее программное обеспечение, реализующее сервис кэширования данных в оперативной памяти на основе парадигмы хеш-таблицы.

С помощью клиентской библиотеки (для C/C++, Ruby, Perl, PHP, Python, Java, CSharp/.Net и др.) позволяет кэшировать данные в оперативной памяти из множества доступных серверов. Распределение реализуется путем сегментирования данных по значению хэша ключа по аналогии с сокетами хэш-таблицы. Клиентская библиотека, используя ключ данных, вычисляет хэш и использует его для выбора соответствующего сервера. Ситуация сбоя сервера трактуется как промах кэша, что позволяет повышать отказоустойчивость комплекса за счет наращивания количества memcached серверов и возможности производить их горячую замену.

В API memcached есть только базовые функции: выбор сервера, установка и разрыв соединения, добавление, удаление, обновление и получение объекта, а также Compare-and-swap. Для каждого объекта устанавливается время жизни, от 1 секунды до бесконечности. При исчерпании памяти более старые объекты автоматически удаляются. Для PHP также есть уже готовые библиотеки PECL для работы с memcached, которые дают дополнительную функциональность.

Пример кода

Обратите внимание, что все функции, описанные в этом разделе, написаны на псевдокоде. Синтаксис вызова Memcached может отличаться в зависимости от используемого языка программирования и используемого API. Запрос к базе данных (без использования memcached) может выглядеть как в следующем примере:

 function get_foo(int userid) {
    result = db_select("SELECT * FROM users WHERE userid = ?", userid);
    return result;
 }

После введения использования memcached, этот же вызов может выглядеть следующим образом (здесь и далее используется псевдокод, синтаксис вызова memcached может отличаться):

 function get_foo(int userid) {
     /* вначале проверить кэш */
     data = memcached_fetch("userrow:" + userid);
     if (!data) {
         /* не найдено: запросить БД */
         data = db_select("SELECT * FROM users WHERE userid = ?", userid);
         /* сохранить в кэше для будущих запросов */
         memcached_add("userrow:" + userid,  data);
     }
     return data;
 }

Сервер вначале проверит, хранит ли Memcached значение с уникальным ключом «userrow: userid», где userid является некоторым числом. Если кэш не содержит такие данные, сервер сделает запрос к БД, как обычно, и установит уникальный ключ, используя вызов к memcached API.

Однако, если использовать только этот вызов к API, сервер может вернуть некорректные данные после любого обновления БД: Memcached будет хранить и возвращать устаревшие данные. Поэтому, в дополнение к вызову на занесение данных в кэш, также необходимо и обновление:

 function update_foo(int userid, string dbUpdateString) {
     /* вначале обновить БД */
     result = db_execute(dbUpdateString);
     if (result) {
         /* обновление БД состоялось: подготовить данные для занесения в кэш*/
         data = db_select("SELECT * FROM users WHERE userid = ?", userid);
         /* последняя строка также могла выглядеть наподобие   data = createDataFromDBString(dbUpdateString);   */
         /* занести обновленные данные в кэш */
         memcached_set("userrow:" + userid, data);
     }
 }

Этот вызов обновит кэшированные данные, чтобы они соответствовали новым данным в базе данных, только если запрос на обновление базы закончится успехом. Другой подход может заключаться в том, чтобы очистить кэш по данному ключу с помощью функции Memcached, чтобы последующий вызов не нашел данные в кэше и запросил их в базе данных. Аналогичные действия нужны и в случае удаления данных из базы данных, чтобы кэш оставался корректным либо частично незаполненным.

Примечания