Natuurlijk, hier is een stapsgewijze handleiding om je Memcached-omgeving te analyseren en optimaliseren, gericht op CPU-, geheugen- en netwerkgebruik, met het oog op het verlagen van CPU-belasting: 1. Monitoring van CPU-, geheugen- en netwerkgebruik a. Prometheus Metrics Verzamelen - Zorg dat je Memcached installeert met een exporter die metrics naar Prometheus stuurt, zoals de [Memcached Exporter](https://github.com/prometheus/memcached_exporter). - Configureer de exporter om alle relevante metrics te verzamelen, zoals CPU-gerelateerde informatie (indien beschikbaar), geheugengebruik, request-statistieken en netwerkgebruik. b. Grafana Dashboards - Maak of gebruik bestaande dashboards die CPU-, geheugen- en netwerkstatistieken visualiseren. - Focus op: - CPU-gebruik (indien beschikbaar via exporter) - geheugengebruik en cache-hit ratio - requests per seconde en latency - netwerkverkeer (in en uit) c. Analyseer pieken en trends - Identificeer perioden van hoge CPU-belasting, vooral tijdens verkeerspieken. - Controleer of geheugen en netwerkgebruik de bottleneck vormen of dat CPU de limiet is. 2. Analyse van prestatieproblemen en bottlenecks a. Hoge CPU pieken - Memcached is single-threaded, wat betekent dat CPU-belasting beperkt wordt tot één core per instantie. - Tijdens pieken kan een enkele CPU-core overbelast raken, wat leidt tot vertragingen. b. Cache-hit ratio en geheugen - Controleer of je voldoende geheugen hebt voor je cache. - Een lage hit ratio kan leiden tot meer requests naar de backend, wat de CPU verhoogt. 3. Optimalisatie van resourcegebruik en CPU-verlaging a. Verdeling over meerdere cores - Overweeg het draaien van meerdere Memcached-instanties op verschillende CPU-cores. Dit kan de CPU-belasting beter verdelen. - Gebruik bijvoorbeeld systemd of andere tooling om meerdere processen te starten met CPU-affiniteit. b. Configuratie aanpassen - Pas de `-m` parameter aan om voldoende geheugen te alloceren, zodat de cache groot genoeg is en minder requests naar backend gaan. - Optimaliseer de `-c` (maximal aantal gelijktijdige verbindingen) en andere parameters. c. Request load optimaliseren - Implementeer caching strategieën om requests te verminderen, zoals cache warming en TTL-instellingen. - Gebruik load balancing om requests gelijkmatig te verdelen. d. Hardware en infrastructuur - Overweeg het upgraden van CPU naar snellere of meerdere cores. - Zorg dat netwerkverkeer niet de bottleneck vormt. 4. Verdere tips voor CPU-verlaging - Profilering: gebruik tools zoals `perf` of `top` tijdens piekbelasting om CPU-verdeling en bottlenecks te identificeren. - Verbeter de cache efficiency: - Verklein de cache size als dat mogelijk is zonder impact op prestaties. - Gebruik een goede hash-functie en data-structuren om de verwerkingstijd te minimaliseren. - Overweeg het gebruik van een geoptimaliseerde versie van Memcached of alternatieven die multi-threading ondersteunen. 5. Automatisering en alerting - Stel alerts in Prometheus/Grafana voor CPU pieken. - Automatiseer schaalvergroting indien mogelijk (autoscaling). Door deze stappen te volgen, krijg je een duidelijk beeld van je resourcegebruik en kun je gerichte optimalisaties doorvoeren om de CPU-belasting te verlagen en je Memcached omgeving efficiënter te laten draaien.

Hier is een uitgebreide analyse- en optimalisatiegids voor uw Memcached 1.6.9 omgeving: ## 1. CPU Monitoring & Optimalisatie ### Monitoring met Prometheus/Grafana: - **Key metrics**: - `memcached_uptime_seconds` - `memcached_commands_total{command="get|set|delete"}` - `memcached_connections_current` - `memcached_operations_total` ### CPU-Optimalisatiestrategieën: **A. Threading optimaliseren:** ```bash # Start Memcached met meer werk-threads (standaard is 4) memcached -t 8 -m 4096 -c 1024 ``` - Gebruik `-t 8` voor 8 threads bij 1000 RPS - Monitor CPU gebruik per thread via `/proc/memcached/stat` **B. Connection pooling:** - Implementeer connection pooling in uw applicatie - Reduceer connection overhead door persistent connections **C. Batch-operaties:** ```python # Gebruik multi-get in plaats van individuele gets keys = ["key1", "key2", "key3"] results = client.get_multi(keys) ``` ## 2. Geheugen Monitoring & Optimalisatie ### Monitoring metrics: - `memcached_current_bytes` - `memcached_limit_bytes` - `memcached_evictions_total` - `memcached_items_current` ### Geheugenoptimalisatie: ```bash # Optimaliseer geheugentoewijzing memcached -m 4096 -I 1m -f 1.1 ``` - `-m 4096`: 4GB geheugen - `-I 1m`: Verhoog maximale itemgrootte naar 1MB - `-f 1.1`: Verlaag groeifactor voor minder geheugenfragmentatie ## 3. Netwerk Monitoring & Optimalisatie ### Key metrics: - `memcached_bytes{direction="read|written"}` - `memcached_connections_total` - Netwerk I/O via node_exporter ### Netwerkoptimalisatie: ```bash # Optimaliseer netwerkinstellingen memcached -c 2048 -R 50 -B auto ``` - `-c 2048`: Verhoog maximum connections - `-R 50`: Beperk requests per connection - `-B auto`: Kies beste netwerkprotocol ## 4. Prometheus Configuratie Voeg toe aan `prometheus.yml`: ```yaml scrape_configs: - job_name: 'memcached' static_configs: - targets: ['memcached-server:9150'] metrics_path: /metrics ``` ## 5. Grafana Dashboard Queries **CPU Load:** ``` rate(memcached_commands_total[5m]) rate(memcached_operations_total[5m]) ``` **Memory Efficiency:** ``` memcached_current_bytes / memcached_limit_bytes * 100 rate(memcached_evictions_total[5m]) ``` **Network Performance:** ``` rate(memcached_bytes_read[5m]) rate(memcached_bytes_written[5m]) ``` ## 6. Advanced Optimalisaties **A. Item Size Distributie:** - Monitor itemgroottes met `memcached_items_size` - Optimaliseer datastructuur voor uniforme grootte **B. Slab Allocatie:** ```bash # Monitor slab statistieken echo "stats slabs" | nc localhost 11211 ``` - Balanceer slab classes voor betere cache gebruik **C. Expiration Strategy:** - Implementeer TTL hiërarchie (korte TTL voor hot data) - Gebruik `-M` parameter om out-of-memory errors te voorkomen ## 7. Performance Testing **Load testing met 1000 RPS:** ```bash # Gebruik memtier_benchmark voor realistische tests memtier_benchmark -s localhost -p 11211 -c 50 -t 8 \ --ratio=1:10 --test-time=300 --key-pattern=P:P ``` ## 8. Alerting Regels Voeg toe aan Prometheus alerting: ```yaml groups: - name: memcached rules: - alert: HighCPUUsage expr: rate(memcached_commands_total[5m]) > 800 for: 2m - alert: MemoryPressure expr: memcached_current_bytes / memcached_limit_bytes > 0.85 ``` ## 9. Monitoring Checklist - [ ] CPU usage per thread < 70% - [ ] Memory usage < 80% van limiet - [ ] Eviction rate < 10/sec - [ ] Connection count stabiel - [ ] Response time < 1ms p95 Implementeer deze optimalisaties gefaseerd en monitor de impact op uw CPU-gebruik tijdens verkeerspieken. Start met threading optimalisatie en connection pooling voor de grootste impact.