本頁說明 Memcached 執行個體的「保留記憶體」設定，以及何時需要增加保留記憶體。本頁面也會說明其他最佳做法，協助您有效管理 Memcached 執行個體的記憶體。
Memorystore 會在執行個體中新增額外記憶體 (您看不到)，以因應 Memcached 程序造成的負擔。不過，視特定工作負載而定，記憶體負荷可能會大於我們為此佈建的額外記憶體。
如果記憶體用量超過 Memorystore 系統記憶體總量，記憶體不足 (OOM) 情況可能會導致資料快取完全清除，進而中斷應用程式和業務。
以下各節概述設定 Memorystore for Memcached 執行個體時應遵循的一般原則。這些章節也會說明可用於監控記憶體的指標和快訊，以及可採取的動作。
記憶體管理概念
執行個體容量
執行個體容量是指您佈建的記憶體量 (以 GiB 為單位)，也是計費依據。快取記憶體與執行個體容量不同，因為快取記憶體並非固定。不過，建立 Memcached 執行個體時，執行個體容量預設會等於快取記憶體。
舉例來說，如果您選擇 5 GiB 的執行個體容量，執行個體預設會有 5 GiB 的空間可儲存項目。
快取記憶體限制
快取記憶體是 Memcached 執行個體可做為快取的記憶體總大小。根據預設，快取記憶體等於執行個體容量。不過，調整預留記憶體可能會減少快取記憶體。詳情請參閱「保留記憶體」。快取記憶體用盡後，Memcached 會開始撤銷快取中儲存的項目，以便騰出空間來執行新的寫入作業。
請注意，查看快取記憶體指標時，系統只會回報 Memcached 節點中項目占用的空間，這表示 Memcached 可能會低估快取記憶體總用量。 快取可能會在 Slab 內分配額外記憶體，導致記憶體片段化。
記憶體負荷
記憶體負擔是指 Memcached 程序使用的記憶體。不包括儲存在記憶體中用於快取的項目。
記憶體負擔會根據有效連線數、項目總數和項目大小而有所不同。此外，記憶體負擔在理論上沒有上限，因此有可能無限成長。
為因應記憶體用量，Memorystore 會為執行個體增加額外記憶體。不過，我們新增的額外記憶體容量不會顯示給您。 對大多數工作負載而言，記憶體負荷不應造成問題。
如果沒有任何設定，空白的 Memorystore for Memcached 節點記憶體看起來會如下圖所示。
應用程式將項目新增至快取時，Memcached 會累積連線緩衝區和內部雜湊表等程序的額外負荷：
由於額外負荷的成長不受限制，因此部分工作負載的額外負荷會超出預留限制，如下所示：
當額外負荷和項目填滿所有可用空間時，Memcached 會耗盡記憶體，而作業系統必須終止程序，導致快取完全清除：
您可能會發現，記憶體負擔超出 Memorystore 預設為負擔分配的額外空間 (如高「系統記憶體使用率」所示)。在這種情況下，請增加保留記憶體參數，為工作負載建立額外負荷。
預留記憶體
預留記憶體是 Memorystore 設定，可增加記憶體額外負荷可用的空間量。
如要增加記憶體可用的記憶體負擔，請增加保留記憶體，這會減少可用的快取記憶體。如果執行個體因記憶體負荷過高而出現記憶體壓力，請新增這類額外空間。
2021 年 10 月 25 日後建立的執行個體，預設保留記憶體百分比為 10%。您可以手動更新執行個體的設定，覆寫這個值。減少執行個體的預留記憶體，可能會大幅增加 OOM 狀況的機率。
下圖顯示的執行個體已增加保留記憶體，為記憶體負擔建立額外空間：
Memcached 快取達到這個縮減上限後，就會開始逐出項目。
開始使用執行個體後，您可能需要根據「系統記憶體使用率」指標，增加執行個體的保留記憶體，以支援尖峰工作負載。
詳情請參閱「管理系統記憶體用量」。
系統記憶體使用率
系統記憶體等於您佈建的執行個體容量，加上 Memorystore 為記憶體額外負荷新增的額外空間。
系統記憶體使用率指標會顯示所有已用記憶體 (儲存的項目加上記憶體負擔) 在系統記憶體中所占的百分比。這項指標非常重要，因為它會顯示執行個體可用系統記憶體的使用情況。當「系統記憶體使用率」指標接近 100% 時，執行個體就越有可能發生 OOM 狀況。為確保執行個體有足夠的記憶體來支援工作負載，請務必確保系統記憶體充足。
如果工作負載嘗試填滿整個快取，並依賴 Memcached 逐出作業來管理儲存的項目，您應該會看到較高的系統記憶體使用率，而且可能需要預先增加保留記憶體，確保有足夠的空間來處理額外負擔。
系統記憶體用量警示
建議您設定快訊，讓系統在「系統記憶體用量」指標超過 90% 時通知您。如果系統記憶體使用率偏高，請密切監控系統記憶體使用率指標，如果該指標大幅增加，請考慮採取步驟管理系統記憶體用量。當系統記憶體用量達到高水位時，請務必採取行動，因為這樣您就有時間減輕影響，而不必處理 OOM 狀況導致的快取清除作業。
驅逐政策
Memcached 會使用最佳化 LRU 演算法，在快取記憶體填滿後逐出項目。如需停用快取逐出的操作說明，請參閱「設定 Memcached 執行個體」。
「監控清除作業」會顯示 Memcached 因大小限制而移除的鍵數量。這個指標不包含因 TTL 到期而移除的項目。如果看到大量撤銷，擴大執行個體可能會提高快取命中率。
如果未啟用逐出功能，且快取已滿，則在 Memcached 伺服器中設定項目可能會失敗。
快取命中率
您應定期監控快取命中率指標，瞭解 Memcached 執行個體中的鍵成功傳回主要查閱內容的百分比。一般來說，快取命中率越高越好，因為這表示快取傳回的快取要求越多。
進行任何大型設定變更 (例如調整保留記憶體、調整金鑰存留時間或擴充執行個體) 之前，請先記下快取命中率。然後在修改執行個體後，再次檢查快取命中率，瞭解變更對這項指標的影響。
監控您執行個體的記憶體用量
下列指標可協助您瞭解執行個體的記憶體用量。如要瞭解如何查看指標及設定快訊，請參閱「監控 Memcached 執行個體」一文。
記憶體管理相關指標
| 指標 | 完整指標地址 |
|---|---|
| 快取記憶體 | memcache.googleapis.com/node/cache_memory |
| 系統記憶體使用率 | memcache.googleapis.com/node/memory/utilization |
| 快取命中率 | memcache.googleapis.com/node/hit_ratio |
| 驅逐 | memcache.googleapis.com/node/eviction_count |
管理系統記憶體用量
如果執行個體發生記憶體壓力或 OOM 錯誤，請按照下列步驟解決問題：
- 驗證 OOM 條件。
- 增加執行個體的保留記憶體。
- 調度執行個體資源。
- 為易變性金鑰設定存留時間。
- 手動刪除執行個體上的金鑰。
- 如果仍遇到 OOM 狀況，請與 Google Cloud Platform 支援團隊聯絡。
驗證 OOM 條件
當執行個體達到 OOM 條件時，第一個訊號是執行個體重新啟動。如要查看重新啟動是否是由 OOM 狀況所致，請查看「正常運作時間」和「系統記憶體用量」指標。
如果正常運作時間降至零之前，系統記憶體使用率超過 90%，表示執行個體重新啟動很可能是因為 OOM 狀況。
增加預留記憶體
增加保留記憶體可為記憶體負擔建立更多空間。方法是降低執行個體的快取記憶體限制。如果「系統記憶體使用率」指標超過 90%，請增加保留記憶體。
如需調整保留記憶體設定的操作說明，請參閱「設定 Memcached 執行個體」
增加保留記憶體會減少可用於儲存項目的記憶體，導致項目更快遭到逐出。這可能會降低執行個體的快取命中率。如果停用逐出功能，系統就不會逐出項目。
調度執行個體資源
請按照「調整 Memcached 執行個體規模」一文中的操作說明，增加節點數量。如果應用程式設定為將鍵分散到各個節點，應用程式可用的總項目儲存空間就會增加，每個節點儲存的鍵數也會減少。
為易變性金鑰設定存留時間
請將應用程式設為在 Memcached 中為儲存的金鑰設定存留時間。根據預設，Memcached 會定期檢查過期的金鑰並移除，藉此釋出伺服器空間，並防止進一步分配快取記憶體。
手動刪除執行個體上的金鑰
如果記憶體壓力過大，建議您刪除索引鍵。不過，由於開放原始碼 Memcached 不會釋放先前分配的記憶體，因此刪除鍵只會降低進入 OOM 狀態的機率。因為新寫入作業會使用空白記憶體，因此可降低發生這種情況的機率。記憶體負擔增加仍可能導致記憶體不足，因為先前分配的記憶體專用於儲存項目，無法供負擔使用。