对于高性能分布式数据缓存系统的研究，是电信服务提供商和电子商务平台，包括其它业务高速增长的企业都必须面临的问题和挑战，其高并发性和数据服务的低延迟和高效性使得对系统的架构设计、性能指标等各方面都提出了很高的要求。随着互联网技术的发展以及内存等硬件设施越来越廉价，高性能分布式数据缓存系统得到越来越多的关注。本文首先对传统的网络I/O技术做了一定的分析，根据各自的特点以及适用的场合做了对比，为本文所设计的分布式数据缓存系统NuptCache选择了最优和最稳定的epoll模型。接着对NuptCache系统的数据缓存层技术进行了详细的研究，在深入理解缓存层所采用的memcached技术的内存分配和数据删除方式的前提下，针对NuptCache系统的应用，做了定长数据以及命中率的优化，同时指出memcached技术所使用的一致性哈希算法可以有效的解决负载均衡问题，符合其算法的单调性标准。在后端数据库方面，本文分析了mysql数据库优化的目标，以及影响后端数据库性能的主要因素。针对NuptCache系统的要求，进行数据库存储引擎的选择，同时优化其参数以尽量提高系统的性能。最后结合所研究的内容，设计高性能分布式数据缓存系统NuptCache的框架，并描述其实现步骤，在不同的场景来对NuptCache系统进行性能和功能测试。测试结果表面：NuptCache系统性能提高显著，可以为今后的高并发、分布式的数据服务系统的设计提供一个新的思路。