memcached採用了名為slab allocation的機制分配，管理記憶體。
slab allocation的原理相當簡單。將分配的記憶體分割成各種尺寸的塊（chucnk），並把尺寸相同的塊分成組（chucnk的集合）如圖：
而且slab allocation還有重複使用已分配記憶體的目的。也就是說，分配到的記憶體不會釋放，而是重複利用。
slab allocation 的主要術語
memcached根據收到的資料的大小，選擇最合適資料大小的slab (圖2) memcached中儲存著slab內空閒chunk的列表，根據該列表選擇chunk,然後將資料快取於其中。
memcached內部不會監視記錄是否過期，而是在get此條記錄時檢視其時間戳，檢查記錄是否過期。這種技術稱為lazy expiration.因此memcached不會再過期監視上耗費cpu時間。
新增新資料時，memcached會優先使用已超時的記錄空間，如果空間不足，此時就要使用名為least recently used (lru最近最少使用)機制來分配空間。因此當memcached的記憶體空間不足時（無法從slab class）獲取到新空間時，就從最近未使用的記錄中搜尋，並將空間分配給新的記錄。
memcached是通過客戶端來實現分布式的，以新資料（鍵值對）的鍵通過一定的演算法選擇乙個伺服器，儲存在此伺服器的memcached中。
例如：向memcached中新增「tokyo」。將「tokyo」傳給客戶端程式庫後，客戶端實現的演算法就會根據「鍵」來決定儲存資料的memcached伺服器。伺服器選定後，即命令它儲存「tokyo」及其值。同樣，「kanagawa」「chiba」「saitama」「gunma」都是先選擇伺服器再儲存。接下來獲取儲存的資料。獲取時也要將要獲取的鍵「tokyo」傳遞給函式庫。函式庫通過與資料儲存時相同的演算法，根據「鍵」選擇伺服器。使用的演算法相同，就能選中與儲存時相同的伺服器，然後傳送get命令。只要資料沒有因為某些原因被刪除，就能獲得儲存的值。
這樣，將不同的鍵儲存到不同的伺服器上，就實現了memcached的分布式。 memcached伺服器增多後，鍵就會分散，即使一台memcached伺服器發生故障無法連線，也不會影響其他的快取，系統依然能繼續執行。
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