2022年Java秋招面试，程序员求职必看的Memcached 面试题

前言

Memcached作为一款开源、高性能、分布式内存对象缓存系统，在各种需要缓存的场景都适用。因此，各大公司都需要程序员掌握使用Memcached，那么在面试中面试官会怎么考察应聘者对Memcached的掌握程度呢，今天来盘点一下常考Memcached面试题，希望可以帮助到有面试需求的小伙伴们。

小编分享的这份2022年Java秋招备战面试题总计有1000多道面试题，包含了MyBatis、ZooKeeper、Dubbo、Elasticsearch、Memcached、Redis、MySQL、Java 并发编程、Java基础、Spring、微服务、Linux、Spring Boot 、Spring Cloud、RabbitMQ、kafka等16个专题技术点，都是小编在今年金三银四总结出来的面试真题，已经有很多粉丝靠这份PDF拿下众多大厂的offer，今天在这里总结分享给到大家！【已完结】

1、Memcached是什么，有什么作用？

Memcached 是一个开源的，高性能的内存绶存软件，从名称上看 Mem 就是内存的意思，而 Cache 就是缓存的意思。Memcached 的作用：通过在事先规划好的内存空间中临时绶存数据库中的各类数据，以达到减少业务对数据库的直接高并发访问，从而达到提升数据库的访问性能，加速网站集群动态应用服务的能力。

memcached 服务在企业集群架构中有哪些应用场景？

一、作为数据库的前端缓存应用

a、完整缓存（易），静态缓存

例如：商品分类（京东），以及商品信息，可事先放在内存里，然后再对外提供数据访问，这种先放到内存，我们称之为预热，（先把数据存缓存中），用户访问时可以只读取 memcached 缓存，不读取数据库了。

b、执点缓存（难）

需要前端 web 程序配合，只缓存热点的数据，即缓存经常被访问的数据。先预热数据库里的基础数据，然后在动态更新，选读取缓存，如果缓存里没有对应的数据，程序再去读取数据库，然后程序把读取的新数据放入缓存存储。

特殊说明 ：

• 如果碰到电商秒杀等高并发的业务，一定要事先预热，或者其它思想实现，例如：称杀只是获取资格，而不是瞬间秒杀到手商品。那么什么是获取资格？_
• 就是在数据库中，把 0 标成 1.就有资格啦。再慢慢的去领取商品订单。因为秒杀过程太长会占用服务器资源。
• 如果数据更新，同时触发缓存更新，防止给用户过期数据。
• 对于持久化缓存存储系统，例如：redis，可以替代一部分数据库的存储， 一些简单的数据业务，投票，统计，好友关注，商品分类等。nosql= not only sql

二、作业集群的 session 会话共享存储。

• Memcached 服务在不同企业业务应用场景中的工作流程
• 当 web 程序需要访问后端数据库获取数据时会优先访问 Memcached 内存缓存，如果缓存中有数据就直接获取返回前端服务及用户，如果没有数据（没有命中），在由程序请求后端的数据库服务器，获取到对应的数据后，除了返回给前端服务及用户数据外，还会把数据放到 Memcached 内存中进行缓存，等待下次请求被访问，Memcache 内存始终是数据库的挡箭牌，从而大大的减轻数据库的访问压力，提高整个网站架构的响应速度，提升了用户体验。
• 当程序更新，修改或删除数据库中已有的数据时，会同时发送请求通知Memcached 已经缓存的同一个 ID 内容的旧数据失效，从而保证 Memcache中数据和数据库中的数据一致。
• 如果在高并发场合，除了通知 Memcached 过程的缓存失效外，还会通过相关机制，使得在用户访问新数据前，通过程序预先把更新过的数据推送到memcache 中缓存起来，这样可以减少数据库的访问压力，提升 Memcached中缓存命中率。
• 数据库插件可以再写入更新数据库后，自动抛给 MC 缓存起来，自身不Cache.

2、Memcached服务分布式集群如何实现？

特殊说明：Memcached 集群和 web 服务集群是不一样的，所有 Memcached 的数据总和才是数据库的数据。每台 Memcached 都是部分数据。（一台 memcached 的数据，就是一部分 mysql 数据库的数据）

a、程序端实现

程序加载所有 mc 的 ip 列表，通过对 key 做 hash (一致性哈希算法)

例如：web1 (key)===>对应 A,B,C,D,E,F,G…..若干台服务器。（通过哈希算法实 现）

b、负载均衡器

通过对 key 做 hash (一致性哈希算法)一致哈希算法的目的是不但保证每个对象只请求一个对应的服务器，而且当节点宕机，缓存服务器的更新重新分配比例降到最低。

3、Memcached服务特点及工作原理是什么？

4、简述Memcached内存管理机制原理？

早期的 Memcached 内存管理方式是通过 malloc 的分配的内存，使用完后通过free 来回收内存，这种方式容易产生内存碎片，并降低操作系统对内存的管理效率。加重操作系统内存管理器的负担，最坏的情况下，会导致操作系统比memcached 进程本身还慢，为了解决这个问题，Slab Allocation 内存分配机制就延生了。

现在 Memcached 利用 Slab Allocation 机制来分配和管理内存。

5、memcached是怎么工作的？

6、memcached最大的优势是什么？

7、memcached和MySQL的querycache 相比，有什么优缺点？

8、memcached和服务器的local cache（比如PHP的APC、mmap文件等）相比，有什么优缺点？

首先，local cache 有许多与上面(query cache)相同的问题。local cache 能够利用的内存容量受到（单台）服务器空闲内存空间的限制。不过，localcache 有一点比 memcached 和 query cache 都要好，那就是它不但可以存储任意的数据，而且没有网络存取的延迟。

9、memcached的cache机制是怎样的？

Memcached 主要的 cache 机制是 LRU（最近最少用）算法+超时失效。当您存数据到 memcached 中，可以指定该数据在缓存中可以呆多久 Which is forever,or some time in the future。如果 memcached 的内存不够用了，过期的 slabs会优先被替换，接着就轮到最老的未被使用的 slabs。

10、memcached如何实现冗余机制？

不实现！我们对这个问题感到很惊讶。Memcached 应该是应用的缓存层。它的设计本身就不带有任何冗余机制。如果一个 memcached 节点失去了所有数据，您应该可以从数据源（比如数据库）再次获取到数据。您应该特别注意，您的应用应该可以容忍节点的失效。不要写一些糟糕的查询代码，寄希望于 memcached来保证一切！如果您担心节点失效会大大加重数据库的负担，那么您可以采取一些办法。比如您可以增加更多的节点（来减少丢失一个节点的影响），热备节点（在其他节点 down 了的时候接管 IP），等等。

11、memcached如何处理容错的？

12、如何将memcached中item批量导入导出？

您不应该这样做！Memcached 是一个非阻塞的服务器。任何可能导致memcached 暂停或瞬时拒绝服务的操作都应该值得深思熟虑。向 memcached中批量导入数据往往不是您真正想要的！想象看，如果缓存数据在导出导入之间发生了变化，您就需要处理脏数据了；

13、如果缓存数据在导出导入之间过期了，您又怎么处理这些数据呢？

14、memcached是如何做身份验证的？

没有身份认证机制！memcached 是运行在应用下层的软件（身份验证应该是应用上层的职责）。memcached 的客户端和服务器端之所以是轻量级的，部分原因就是完全没有实现身份验证机制。这样，memcached 可以很快地创建新连接，服务器端也无需任何配置。

如果您希望限制访问，您可以使用防火墙，或者让 memcached 监听 unix domainsocket。

15、memcached的多线程是什么？如何使用它们？

16、memcached能接受的key的最大长度是多少？

17、memcached最大能存储多大的单个item？

18、memcached能够更有效地使用内存吗？

Memcache 客户端仅根据哈希算法来决定将某个 key 存储在哪个节点上，而不考虑节点的内存大小。因此，您可以在不同的节点上使用大小不等的缓存。但是一般都是这样做的：拥有较多内存的节点上可以运行多个 memcached 实例，每个实例使用的内存跟其他节点上的实例相同。

19、什么是二进制协议，我该关注吗？

20、memcached的内存分配器是如何工作的？为什么不适用malloc/free！？为何要使用slabs？

21、memcached是原子的吗？

22、如何实现集群中的session共享存储？

为了解决集群环境下的 seesion 共享问题，共有 4 种解决方案：

1.粘性 session

粘性 session 是指 Ngnix 每次都将同一用户的所有请求转发至同一台服务器上，即将用户与服务器绑定。

2.服务器 session 复制

即每次 session 发生变化时，创建或者修改，就广播给所有集群中的服务器，使 的服务器上的 session 相同。

3.session 共享

缓存 session，使用 redis， memcached。

4.session 持久化

将 session 存储至数据库中，像操作数据一样才做 session。

23、memcached与redis的区别？

1、Redis 不仅仅支持简单的 k/v 类型的数据，同时还提供 list，set，zset，hash等数据结构的存储。而 memcache 只支持简单数据类型，需要客户端自己处理复杂对象

2、Redis 支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用（PS：持久化在 rdb、aof）。

3、由于 Memcache 没有持久化机制，因此宕机所有缓存数据失效。Redis 配置为持久化，宕机重启后，将自动加载宕机时刻的数据到缓存系统中。具有更好的灾备机制。

4、Memcache 可以使用 Magent 在客户端进行一致性 hash 做分布式。Redis 支持在服务器端做分布式（PS:Twemproxy/Codis/Redis-cluster 多种分布式实现方式）

5、Memcached 的简单限制就是键（key）和 Value 的限制。最大键长为 250 个字符。可以接受的储存数据不能超过 1MB（可修改配置文件变大），因为这是典型 slab 的最大值，不适合虚拟机使用。而 Redis 的 Key 长度支持到 512k。

6、Redis 使用的是单线程模型，保证了数据按顺序提交。Memcache 需要使用cas 保证数据一致性。CAS（Check and Set）是一个确保并发一致性的机制，属于“乐观锁”范畴；原理很简单：拿版本号，操作，对比版本号，如果一致就操

作，不一致就放弃任何操作cpu 利用。由于 Redis 只使用单核，而 Memcached 可以使用多核，所以平均每一个核上 Redis 在存储小数据时比 Memcached 性能更 高。而在 100k 以上的数据中，Memcached 性能要高于 Redis 。

7、memcache 内存管理：使用 Slab Allocation。原理相当简单，预先分配一系列大小固定的组，然后根据数据大小选择最合适的块存储。避免了内存碎片。（缺点：不能变长，浪费了一定空间）memcached 默认情况下下一个 slab 的最大值为前一个的 1.25 倍。

8、redis 内存管理： Redis 通过定义一个数组来记录所有的内存分配情况， Redis采用的是包装的 malloc/free，相较于 Memcached 的内存 管理方法来说，要简单很多。由于 malloc 首先以链表的方式搜索已管理的内存中可用的空间分配，导致内存碎片比较多