Memcached
Basiswissen
Memcached (ausgesprochen als „mem-cash-dee“) ist eine Open-Source-In-Memory-Caching-Software, die entwickelt wurde, um die Leistung von Webanwendungen zu verbessern, indem häufig verwendete Daten im Arbeitsspeicher zwischengespeichert werden.
Memcached
Memcached wird häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen schnelle Datenzugriffe entscheidend sind, wie beispielsweise in Webanwendungen, Content-Delivery-Netzwerken (CDNs) und Datenbankzwischenspeicherung. Es ist wichtig zu beachten, dass Memcached hauptsächlich für Cachingzwecke entwickelt wurde und keine erweiterten Datenbankfunktionen wie Redis bietet. Daher ist es am besten geeignet, um häufig verwendete Daten vorübergehend im Arbeitsspeicher zu speichern und die Last auf Datenbanken oder andere Ressourcen zu reduzieren.
Caching ist eine Technik, bei der Daten temporär in einem schnellen Speicher (wie dem Arbeitsspeicher) gespeichert werden, um den Zugriff auf diese Daten zu beschleunigen und die Belastung von langsameren Datenquellen (z. B. Datenbanken) zu reduzieren.
Hier sind die Hauptmerkmale und Funktionen von Memcached:
In-Memory-Speicher
Memcached speichert Daten im Arbeitsspeicher (RAM) des Servers. Dies ermöglicht sehr schnelle Lese- und Schreibzugriffe auf die zwischengespeicherten Daten.
Schlüssel-Wert-Datenbank
Memcached organisiert Daten in einem einfachen Schlüssel-Wert-Format. Jeder Datenwert (zum Beispiel eine Zeichenkette oder ein Objekt) wird mit einem eindeutigen Schlüssel assoziiert. Dieser Schlüssel wird verwendet, um auf die Daten zuzugreifen.
Verteilte Architektur
Memcached wurde entwickelt, um horizontal skalierbar zu sein. Sie können mehrere Memcached-Server zu einem Cluster hinzufügen, um die Gesamtkapazität und Verfügbarkeit zu erhöhen. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Daten und eine bessere Ausfallsicherheit.
Einfache API
Memcached bietet eine einfache und standardisierte API mit Befehlen zum Hinzufügen, Aktualisieren, Löschen und Abfragen von Daten im Cache. Diese API ist in vielen Programmiersprachen verfügbar und leicht in Anwendungen zu integrieren.
Ablaufzeiten für Einträge
Sie können Ablaufzeiten für Cache-Einträge festlegen. Dadurch werden Daten nach einer bestimmten Zeitspanne automatisch aus dem Cache entfernt. Dies ist nützlich, um sicherzustellen, dass veraltete oder ungültige Daten nicht im Cache verbleiben.
Schnelle Datenzugriffe
Da die Daten im Arbeitsspeicher gespeichert sind, sind die Zugriffszeiten auf den Cache extrem schnell. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen, bei denen schnelle Lesezugriffe auf häufig verwendete Daten erforderlich sind.
Keine Datenpersistenz
Anders als einige andere Datenbanken oder Speicherlösungen speichert Memcached Daten ausschließlich im Arbeitsspeicher und bietet keine integrierte Datenpersistenz. Das bedeutet, dass Daten im Cache bei einem Neustart des Memcached-Servers verloren gehen.
Einfache Verwendung und Integration
Memcached wird von vielen Webanwendungen und Content-Delivery-Netzwerken (CDNs) verwendet, um Daten wie Datenbankabfragen, Sitzungsinformationen und Zwischenspeicherung von HTML-Seiten zu beschleunigen. Es ist einfach zu verwenden und bietet Client-Bibliotheken für verschiedene Programmiersprachen.
Memcached Limits
Memcached ist eine leistungsstarke In-Memory-Caching-Lösung, aber es hat einige Einschränkungen und Limits, die Sie bei der Verwendung beachten sollten:
Begrenzter Speicherplatz
Der offensichtlichste Limitationsfaktor in Memcached ist der verfügbare Arbeitsspeicher. Die Daten, die Sie im Cache speichern können, sind auf die Größe des Arbeitsspeichers beschränkt, den Sie auf dem Server zur Verfügung haben. Wenn der Arbeitsspeicher erschöpft ist, werden ältere Einträge aus dem Cache verdrängt.
Begrenzte Schlüssellänge
Die Schlüssel in Memcached dürfen eine begrenzte Länge haben, normalerweise zwischen 250 und 255 Bytes, abhängig von der Memcached-Implementierung. Dies kann die Menge und die Art der Daten begrenzen, die Sie im Cache speichern können.
Keine integrierte Datenpersistenz
Memcached bietet keine integrierte Möglichkeit zur Datenpersistenz. Das bedeutet, dass Daten im Cache bei einem Neustart des Memcached-Servers verloren gehen. Memcached ist daher weniger geeignet, um dauerhafte Daten oder Daten, die nicht leicht rekonstruiert werden können, zu speichern.
Einfache Verdrängungsstrategie
Memcached verwendet eine einfache Least Recently Used (LRU)-Verdrängungsstrategie, um Platz für neue Daten im Cache zu schaffen. Dies bedeutet, dass die ältesten und weniger verwendeten Einträge zuerst aus dem Cache entfernt werden, wenn der Arbeitsspeicher voll ist. Diese Strategie kann dazu führen, dass wichtige Daten verdrängt werden, wenn der Cache häufig aktualisiert wird.
Keine Sicherheit
Memcached bietet standardmäßig keine eingebaute Sicherheit oder Zugriffssteuerung. Dies bedeutet, dass jeder, der Zugriff auf den Memcached-Server hat, auf den Cache zugreifen oder Daten daraus abrufen kann. In sicherheitskritischen Umgebungen sollte Memcached daher in einem geschützten Netzwerk oder in Kombination mit anderen Sicherheitsmaßnahmen verwendet werden.
Begrenzte Datentypen
Memcached unterstützt grundlegende Datentypen wie Zeichenketten, Zahlen und binäre Daten, bietet jedoch keine integrierte Unterstützung für komplexe Datentypen oder komplexe Datenstrukturen wie Listen oder Sätze.
Einfache Caching-Struktur
Memcached bietet eine grundlegende Caching-Struktur und verfügt nicht über erweiterte Funktionen, die in einigen anderen Datenbanken oder Caching-Lösungen verfügbar sind. Dies kann die Modellierung komplexer Daten oder die Ausführung komplexer Abfragen erschweren.
Skalierbarkeit durch Hinzufügen von Servern
Memcached erreicht seine Skalierbarkeit durch das Hinzufügen von zusätzlichen Memcached-Servern. Während dies eine effektive Möglichkeit zur Steigerung der Kapazität ist, erfordert es auch die Verwaltung und Konfiguration eines Memcached-Clusters.
Trotz dieser Einschränkungen ist Memcached nach wie vor eine wertvolle Lösung für viele Anwendungsfälle, insbesondere wenn schnelle Lesezugriffe auf häufig verwendete Daten erforderlich sind. Es ist wichtig, die Limits von Memcached zu verstehen und sicherzustellen, dass es für die spezifischen Anforderungen Ihres Projekts geeignet ist. In einigen Fällen kann es sinnvoll sein, Memcached mit anderen Caching- oder Datenbanklösungen zu kombinieren, um die Vorteile von beiden zu nutzen.