面试题：缓存设计之Memcached集群架构基础

Question

请简述Memcached集群架构的基本组成部分，以及这些部分在缓存数据存储和读取过程中分别起到什么作用？

Answer 1

基本组成部分

1. 客户端：负责与Memcached集群进行交互，发起数据的存储（set）和读取（get）请求。
2. Memcached服务器节点：用于实际存储缓存数据。每个节点独立管理自己的内存空间来存放键值对数据。
3. 分布式算法：决定数据如何分布存储到各个Memcached服务器节点上。常见的如一致性哈希算法。

各部分在缓存数据存储和读取过程中的作用

1. 客户端：
   • 存储过程：客户端将要存储的数据按照规定的格式（键值对等）封装成请求，通过网络发送到Memcached集群。同时，根据分布式算法计算出该数据应该存储到哪个或哪些Memcached服务器节点上，然后将请求发送到对应的节点。
   • 读取过程：客户端根据键，使用同样的分布式算法计算出该键值对可能存储的服务器节点，向这些节点发送读取请求，接收并处理从节点返回的数据。
2. Memcached服务器节点：
   • 存储过程：当接收到客户端的存储请求后，将数据存储在自身管理的内存空间中，以键值对的形式保存。同时，可能会根据自身的缓存策略（如LRU等），在内存不足时清理旧数据以腾出空间。
   • 读取过程：接收到客户端的读取请求后，在自身内存中查找对应的键值对。如果找到，则将值返回给客户端；如果未找到，则返回表示未命中的响应。
3. 分布式算法：
   • 存储过程：在存储时，根据键值对中的键，通过分布式算法计算出应该存储到哪个Memcached服务器节点上，从而将数据均匀分布到集群的各个节点，避免数据集中在某些节点导致负载不均衡。
   • 读取过程：在读取时，同样依据键通过分布式算法计算出数据可能所在的节点，客户端依据这个结果向相应节点发起读取请求，保证能准确找到存储数据的节点。