本页面介绍 Memcached 实例的预配内存配置，以及如何在需要时增加预配内存。本页面还介绍了有效管理 Memcached 实例的内存所需要了解的其他最佳做法。
Memorystore 会为您的实例添加额外的内存（您看不到这种额外添加的内存），以适应 Memcached 进程造成的开销。但是，根据您的具体工作负载，内存开销可能会超过我们为此目的预配的额外内存。
当内存使用量超过 Memorystore 系统总内存时，内存不足 (OOM) 条件可能会导致系统完全清空缓存数据，这可能会中断您的应用和业务。
以下部分概述了为 Memcached 实例配置 Memorystore 时应遵循的一般原则。此外，本部分还介绍了可用于监控内存的指标和提醒，并说明您可以采取的措施。
内存管理概念
实例容量
实例容量是您以 GiB 为单位预配的内存量，也是您要为之付费的内存量。缓存内存与实例容量不同，因为缓存内存并不是固定的。但在默认情况下，当您创建 Memcached 实例时，实例容量等于缓存内存量。
例如，如果您选择 5 GiB 的实例容量，则默认情况下，您的实例有 5 GiB 的空间来存储内容项。
缓存内存限制
缓存内存是指 Memcached 实例可用作缓存的内存总量。默认情况下，缓存内存量等于您的实例容量。但是，调整预留内存可减少缓存内存。如需了解详情，请参阅预留内存。缓存内存占满后，Memcached 会开始逐出缓存中存储的内容，以便为新的写入内容腾出空间。
请注意，查看缓存内存指标时，Memcached 节点报告的缓存内存仅包含内容项已经占用的空间。这意味着 Memcached 可能会低估总缓存内存用量。缓存可能会将更多内存分配为 Slab 中的碎片。
内存开销
内存开销是 Memcached 进程占用的内存。其中不包括存储在内存中以缓存的内容项。
内存开销根据活跃连接数、总内容项数和内容项大小进行扩缩。此外，从理论上来说，内存开销是无界限的，因此可无限增长。
为了满足内存开销，Memorystore 会向实例添加额外的内存。但是您不会看到我们添加的额外内存量。对于大多数工作负载，内存开销应该不会造成问题。
如果不进行任何配置，空 Memorystore for Memcached 节点的内存应如下图所示。
随着您的应用向缓存添加内容项，Memcached 会累积连接缓冲区和内部哈希表等进程的开销：
由于开销增长不受限，因此某些工作负载的一些开销会超出预留限制，如下所示：
当开销和内容项填满所有可用空间时，Memcached 会耗尽内存，并且该进程必定会由操作系统终止，从而导致缓存被完全清空：
您可能会注意到，内存开销超过了 Memorystore 默认为开销分配的额外空间（由较高的系统内存利用率值表示）。在这种情况下，您可以增加预留内存参数，从而给您的工作负载创建额外的开销。
预留内存
预留内存是一项 Memorystore 配置，可让您增加内存开销可以使用的空间量。
如需增加可用于内存开销的内存量，请增加预留内存，这会减少可用的缓存内存。如果实例因内存开销高而遇到内存压力，则应增加此额外空间。
2021 年 10 月 25 日之后创建的实例的默认预留内存百分比为 10%。可以通过在实例上手动更新配置来替换此值。减少实例上的预留内存可以显著增加 OOM 条件的可能性。
下图显示了通过增加预留内存为内存开销创建额外空间的实例：
一旦 Memcached 缓存达到这个降低的限额，就会开始逐出内容。
开始使用实例后，根据系统内存利用率指标，您可能需要增加实例上的预留内存，以支持您的峰值工作负载。
如需了解详情，请参阅管理系统内存用量。
系统内存利用率
系统内存等于预配的实例容量，外加 Memorystore 为内存开销添加的额外空间量。
系统内存利用率指标会显示所有已用内存（已存储的内容项加上内存开销）的百分比。这是一个重要的监控指标，因为它可以为您显示您还差多少可以完全占满实例的可用系统内存。当系统内存利用率指标接近 100% 时，实例更有可能遇到 OOM 条件。为了确保实例有足够的内存来支持工作负载，请务必始终保留充足的系统内存。
对于尝试填满缓存并依靠 Memcached 逐出来管理存储哪些内容项的工作负载，您应该会看到更高的系统内存使用率，并且您可能希望预先增加预留内存，以确保有充足的空间来满足开销。
系统内存利用率提醒
您应该设置提醒，以便在系统内存利用率指标超过 90% 时通知您。如果系统内存利用率较高，则您应更密切地监控该系统内存利用率指标，如果该指标显著上升，您应考虑采取措施管理系统内存利用率。在系统内存利用率达到较高水平时采取措施很重要，因为这样做可让您有时间来缓解由 OOM 条件导致的缓存刷新。
逐出政策
Memcached 使用经过优化的 LRU 算法，以便在内容项填充到缓存内存后将其逐出。如需了解如何停用缓存逐出，请参阅配置 Memcached 实例。
监控逐出可以显示 Memcached 因大小限制而移除的键数。此指标不含因 TTL 到期而移除的项。如果您看到大量逐出，则增加实例数量可能会增加缓存命中率。
如果未启用逐出，并且缓存已满，则 Memcached 服务器中的项设置可能会失败。
缓存命中率
您应该定期监控缓存命中率指标，以便了解 Memcached 实例中的键成功返回的键查询次数所占的百分比。一般来说，缓存命中率越高越好，因为这意味着您的缓存会为更多缓存请求返回结果。
在大幅更改配置（例如调整预留内存、调整关键 TTL 或扩缩实例）之前，您记下缓存命中率。然后，在修改实例后，再次检查缓存命中率，以查看更改对此指标的影响。
监控实例的内存使用量
以下指标可让您深入了解实例的内存用量。要了解如何查看指标并设置提醒，请参阅监控 Memcached 实例。
内存管理相关指标
| 指标 | 完整指标地址 |
|---|---|
| 缓存内存 | memcache.googleapis.com/node/cache_memory |
| 系统内存利用率 | memcache.googleapis.com/node/memory/utilization |
| 缓存命中率 | memcache.googleapis.com/node/hit_ratio |
| 逐出的密钥数 | memcache.googleapis.com/node/eviction_count |
管理系统内存用量
如果实例遇到内存压力或 OOM 错误，请按照以下步骤解决此问题：
- 验证 OOM 条件。
- 增加实例上的预留内存。
- 纵向扩充实例。
- 为易失性键设置 TTL。
- 手动删除实例上的密钥。
- 如果您仍遇到内存不足问题，请与 Google Cloud Platform 支持团队联系。
验证 OOM 条件
当实例达到 OOM 条件时，第一个信号是实例重启。如需了解重启是否由 OOM 条件引起，请查看正常运行时间和系统内存利用率 metrics。
如果系统内存利用率在正常运行时间降至 0 之前已超过 90%，则表示实例重启可能是由 OOM 条件引起的。
增加预留内存
增加预留内存可以给内存开销腾出更多空间。您可通过降低实例的缓存内存上限来实现此目的。如果系统内存利用率指标超过 90%，则应增加预留内存。
如需了解如何调整预留内存配置，请参阅配置 Memcached 实例
增加“预留内存”会减少用于存储内容项的可用内存，因此也会更快地逐出内容项。这会降低实例的缓存命中率。如果停用了逐出，则系统不会逐出项目。
纵向扩充实例
按照扩缩 Memcached 实例中的说明来增加节点数。如果您的应用配置为跨节点将键分片，这种举措会增加应用可用的总内容项存储空间，并减少存储在各节点上的键的数量。
为易失性键设置 TTL
配置应用以设置 Memcached 中存储的键的 TTL。默认情况下，Memcached 会定期检查过期键并将其移除，从而释放服务器上的空间并防止进一步分配缓存内存。
手动删除实例上的键
在内存不足时，您应该考虑删除键。但是，由于开源 Memcached 不会释放之前已分配的内存，因此删除键只会降低进入 OOM 条件的可能性。降低此可能性的原因就是新写入会使用空内存。增加内存开销仍可能导致 OOM 条件，因为之前分配的内存专用于存储内容项，不能用于开销。