memcached的学习（11）

2018.6.19
今天来看memecached的缓存设置，前面学习的是memcached的网络模型，现在来讲一下memcached的缓存模型。今天来学习关于缓存模型的哈希表的结构。

从这一章开始我们慢慢讲解Memcached是如何存储数据的。
讲解本章前，我们先看一个Memcached存储数据的item的基本结构。

数据结构

  1. //item的具体结构  
  2. typedef struct _stritem {  
  3.     //记录下一个item的地址,主要用于LRU链和freelist链  
  4.     struct _stritem *next;  
  5.     //记录上一个item的地址,主要用于LRU链和freelist链  
  6.     struct _stritem *prev;  
  7.     //记录HashTable的下一个Item的地址  
  8.     struct _stritem *h_next;  
  9.     //最近访问的时间，只有set/add/replace等操作才会更新这个字段  
  10.     //当执行flush命令的时候，需要用这个时间和执行flush命令的时间相比较，来判断是否失效  
  11.     rel_time_t      time;       /* least recent access */  
  12.     //缓存的过期时间。设置为0的时候，则永久有效。  
  13.     //如果Memcached不能分配新的item的时候，设置为0的item也有可能被LRU淘汰  
  14.     rel_time_t      exptime;    /* expire time */  
  15.     //value数据大小  
  16.     int             nbytes;     /* size of data */  
  17.     //引用的次数。通过这个引用的次数，可以判断item是否被其它的线程在操作中。  
  18.     //也可以通过refcount来判断当前的item是否可以被删除，只有refcount -1 = 0的时候才能被删除  
  19.     unsigned short  refcount;  
  20.     uint8_t         nsuffix;    /* length of flags-and-length string */  
  21.     uint8_t         it_flags;   /* ITEM_* above */  
  22.     //slabs_class的ID。  
  23.     uint8_t         slabs_clsid;/* which slab class we're in */  
  24.     uint8_t         nkey;       /* key length, w/terminating null and padding */  
  25.     /* this odd type prevents type-punning issues when we do 
  26.      * the little shuffle to save space when not using CAS. */  
  27.     //数据存储结构  
  28.     union {  
  29.         uint64_t cas;  
  30.         char end;  
  31.     } data[];  
  32.     /* if it_flags & ITEM_CAS we have 8 bytes CAS */  
  33.     /* then null-terminated key */  
  34.     /* then " flags length\r\n" (no terminating null) */  
  35.     /* then data with terminating \r\n (no terminating null; it's binary!) */  
  36. } item;

说明：

Memcached上存储的每一个元素都会有一个Item的结构。

Item结构主要记录与HashTable之间的关系，以及存储数据的slabs_class（后面几章节会讲解）的关系以及key的信息，存储的数据和长度等基本信息。

Item块会被分配在slabclass上，slabclass会在下下章节中详细讲解。

HashTable的主要作用是：用于通过key快速查询缓存数据。

Memcached的HashTable源码分析

HashTable结构图

在这里插入图片描述

说明：

Memcached在启动的时候，会默认初始化一个HashTable，这个table的默认长度为65536

我们将这个HashTable中的每一个元素称为桶，每个桶就是一个item结构的单向链表

Memcached会将key值hash成一个变量名称为hv的uint32_t类型的值。

通过hv与桶的个数之间的按位与计算，hv & hashmask(hashpower)，就可以得到当前的key会落在哪个桶上面。

然后会将item挂到这个桶的链表上面。链表主要是通过item结构中的h_next实现。

从上面的图来看，和之前的缓存结构也是类似的，通过哈希桶的方式来达到快速查找。即可以通过key快速的查询缓存的数据。

memcached查找的流图：