Memcached

If you like this project, consider supporting me on Buy Me a Coffee ☕️

tags:

• databases
• sysadmin

• linux

  ---

Memcached is a free, open-source, high-performance, distributed in-memory key–value cache system. It was originally developed by Brad Fitzpatrick for LiveJournal in 2003. Memcached is designed to reduce database load by caching data and objects in RAM.

Common use cases / Типичные сценарии: Database query result caching, session storage (risky — no persistence), rate limiting, page fragment caching, API response caching.

Status / Статус: Memcached is still actively maintained but is considered a legacy caching solution for most new projects. Modern alternatives include Redis (richer data structures, persistence, pub/sub), Valkey (open-source Redis fork), KeyDB (multi-threaded Redis fork). Memcached remains relevant for ultra-simple, high-throughput caching scenarios where its simplicity is an advantage.

Default port / Порт по умолчанию: 11211/tcp (also 11211/udp — should be disabled in production)

📚 Table of Contents

• Architecture
• Installation & Configuration
• Core Management
• Sysadmin Operations
• Security
• Monitoring & Performance
• Troubleshooting & Tools
• Logrotate Configuration
• Documentation Links

Architecture

Key Properties

EN:

• In-memory only — no persistence
• No replication — each instance is standalone
• No authentication (by default)
• Very fast, very simple
• Client–server model via TCP or UDP
• Clustering handled by the application, not Memcached

RU:

• Хранение только в RAM — нет персистентности
• Нет репликации — каждый инстанс отдельный
• Нет аутентификации (по умолчанию)
• Максимально быстрый и простой
• Клиент–серверная модель по TCP или UDP
• Кластеризация реализуется на стороне приложения

[!WARNING] Multiple Memcached servers ≠ cluster. Data distribution is handled by client-side consistent hashing. Несколько серверов Memcached ≠ кластер. Распределение данных происходит на стороне клиента.

[!CAUTION] Never store critical data in Memcached. A restart erases all data — this is expected behavior. Никогда не храните критичные данные в Memcached. Рестарт стирает все данные — это нормальное поведение.

Memcached vs Redis Comparison

Installation & Configuration

Package Installation

# Ubuntu/Debian
sudo apt update && sudo apt install -y memcached libmemcached-tools        # Install Memcached / Установка Memcached

# RHEL/AlmaLinux/Rocky
sudo dnf install -y memcached libmemcached                                 # Install Memcached / Установка Memcached

Quick Test

echo "stats" | nc localhost 11211                                          # Check if Memcached responds / Проверить ответ Memcached

Configuration

/etc/memcached.conf (Ubuntu/Debian) /etc/sysconfig/memcached (RHEL-based)

-m 512                                                                     # Memory limit in MB / Лимит памяти
-p 11211                                                                   # Port / Порт
-l 127.0.0.1                                                              # Bind address (CRITICAL) / Адрес привязки
-u memcache                                                                # Run as user / Пользователь
-c 1024                                                                    # Max connections / Макс. соединений
-U 0                                                                       # Disable UDP (security) / Отключить UDP (безопасность)

[!CAUTION] Setting -l 0.0.0.0 exposes Memcached to the internet with no authentication. Memcached was used in massive UDP DDoS amplification attacks (1.35 Tbps attack on GitHub in 2018). Установка -l 0.0.0.0 открывает Memcached в интернет без аутентификации. Memcached использовался в масштабных DDoS-атаках.

Default Ports

Core Management

Common Use Cases

Database Query Caching

key: user:123:profile
ttl: 300

Session Storage (risky)

• Often used in PHP legacy apps / Часто используется в PHP legacy приложениях
• Memcached restart = user logout / Рестарт Memcached = разлогин пользователя

Rate Limiting

• Counter + TTL pattern / Паттерн счётчик + TTL
• Simple but effective / Просто, но эффективно

Sysadmin Operations

Service Control

sudo systemctl start memcached                                             # Start service / Запустить сервис
sudo systemctl stop memcached                                              # Stop service / Остановить сервис
sudo systemctl restart memcached                                           # Restart service / Перезапустить сервис
sudo systemctl status memcached                                            # Service status / Статус сервиса
sudo systemctl enable memcached                                            # Enable on boot / Включить автозапуск

Log Locations

sudo journalctl -u memcached -f                                            # Follow service logs / Следить за логами

Network & Firewall

# Default port: 11211

# UFW / UFW
sudo ufw allow 11211/tcp                                                   # Allow Memcached TCP / Разрешить TCP
# Do NOT allow 11211/udp in production!

# firewalld / firewalld
sudo firewall-cmd --permanent --add-port=11211/tcp && sudo firewall-cmd --reload

Security

[!WARNING] Memcached has NO built-in authentication by default. Security relies entirely on network-level access control. Memcached НЕ имеет встроенной аутентификации по умолчанию. Безопасность полностью зависит от сетевого контроля.

Security Best Practices

• Bind only to localhost or private network / Привязывать только к localhost или приватной сети
• Disable UDP (-U 0) / Отключить UDP
• Protect with firewall / Закрывать файрволом
• Use SASL authentication if available / Использовать SASL аутентификацию при возможности
• Run as non-root user / Запускать от непривилегированного пользователя

SASL Authentication (Optional)

# Enable SASL (requires memcached compiled with SASL support)
# /etc/sasl2/memcached.conf
mech_list: plain
log_level: 5
sasldb_path: /etc/sasl2/memcached-sasldb2

# Create SASL user
saslpasswd2 -a memcached -c -f /etc/sasl2/memcached-sasldb2 <USER>

# Start with SASL
memcached -S                                                               # Enable SASL authentication / Включить SASL

Monitoring & Performance

View Stats

memcached-tool localhost:11211 stats                                       # Full stats / Полная статистика
memcached-tool localhost:11211 display                                     # Slab stats / Статистика слабов
echo "stats" | nc localhost 11211                                          # Raw stats via netcat / Статистика через netcat
echo "stats slabs" | nc localhost 11211                                    # Slab allocator stats / Статистика аллокатора
echo "stats items" | nc localhost 11211                                    # Item stats / Статистика элементов

Key Metrics

Interpretation

• High misses → bad caching strategy or TTL too low / Плохая стратегия кэширования
• High evictions → not enough memory (-m too small) / Недостаточно памяти
• Memory near limit → risk of eviction storms / Риск каскадных вытеснений

When NOT to Use Memcached

• Persistence required / Нужна персистентность → Use Redis
• Replication needed / Нужна репликация → Use Redis
• Complex data structures / Сложные структуры данных → Use Redis
• Transactions / Транзакции → Use a proper DBMS

Troubleshooting & Tools

Cache is Ineffective

Causes / Причины:

• TTL too low / TTL слишком низкий
• Poor key design / Плохой дизайн ключей
• Different keys per request / Разные ключи на каждый запрос
• Insufficient memory causing evictions / Недостаточно памяти

# Check hit ratio
echo "stats" | nc localhost 11211 | grep -E 'get_hits|get_misses'

# Calculate hit rate: hits / (hits + misses) × 100%
# Good: >90%

Data Lost After Restart

[!NOTE] This is expected behavior — Memcached is an in-memory cache with no persistence. If you need data to survive restarts, use Redis with persistence enabled. Это нормальное поведение — Memcached хранит данные только в RAM.

Performance Degradation

• Not enough RAM (-m parameter) / Недостаточно RAM
• High evictions / Много вытеснений
• Memory contention with application / Конкуренция за память с приложением
• Network issues / Сетевые проблемы

# Check eviction rate
echo "stats" | nc localhost 11211 | grep evictions

# Monitor connections
echo "stats" | nc localhost 11211 | grep curr_connections

Interview Questions

Logrotate Configuration

/etc/logrotate.d/memcached

/var/log/memcached.log {
    daily
    rotate 7
    compress
    delaycompress
    missingok
    notifempty
    create 640 memcache adm
    postrotate
        /bin/kill -HUP $(cat /var/run/memcached/memcached.pid 2>/dev/null) 2>/dev/null || true
    endscript
}

[!NOTE] Memcached logs minimally by default. Enable verbose logging with -v (basic) or -vv (detailed) flag in the service configuration if needed. Memcached по умолчанию логирует минимально. Включите подробное логирование флагом -v или -vv при необходимости.

Documentation Links

• Memcached Wiki: https://github.com/memcached/memcached/wiki
• Memcached Man Page: https://man7.org/linux/man-pages/man1/memcached.1.html