redis 和 memcached区别

    缓存技术说到redis必然后联系到memcache,对于两者的使用究竟如何才最合适?两者都属于NoSql中分类的一种,小编先介绍一下,NoSQL中大概一个分类情况。
这里写图片描述
这个图也说明了为什么redis和memcache总是放到一起比较。


通常知晓的几点

1、Redis和Memcache都是将数据存放在内存中,都是内存数据库。不过memcache还可用于缓存其他东西,例如图片、视频等等;
2、redis与memcached相比,支持更多类型的数据结构,而且同样是string类型,redis支持容量也比memcached大,redis支持key和value均为512MB,而memcached只是key为255字节,而value为1M
3、虚拟内存–Redis当物理内存用完时,可以将一些很久没用到的value 交换到磁盘;
4、过期策略–memcache在set时就指定,例如set key1 0 0 8,即永不过期。Redis可以通过例如expire 设定,例如expire name 10;
5、分布式–设定memcache集群,利用magent做一主多从;redis可以做一主多从。都可以一主一从;
6、存储数据安全–memcache挂掉后,数据没了;redis可以定期保存到磁盘(持久化);
7、灾难恢复–memcache挂掉后,数据不可恢复; redis数据丢失后可以通过aof恢复;
8、Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份;


特殊对比点

网络IO模型

    memcached是多线程,非堵塞IO复用的网络模型,分为监听主线程和worker子线程,监听线程监听到网络连接,接收请求后,将连接描述字pipe传递给worker线程,进行读写IO,网络层使用libevent封装的事件库,多线程模型可以发挥多核作用,但是引入了cache coherency和锁的问题,比如:memcached最常用的stats命令,实际memcached所有操作都要对这个全局变量加锁,进行技术等工作,带来了性能损耗。
    redis使用单线程的IO复用模型,自己封装了一个简单的AeEvent事件处理框架,主要实现了epoll, kqueue和select,对于单存只有IO操作来说,单线程可以将速度优势发挥到最大,但是redis也提供了一些简单的计算功能,比如排序、聚合等,对于这些操作,单线程模型施加会严重影响整体吞吐量,CPU计算过程中,整个IO调度都是被阻塞的。
性能对比:由于Redis只使用单核,而Memcached可以使用多核,所以平均每一个核上Redis在存储小数据时比Memcached性能更高。而在100k以上的数据中,Memcached性能要高于Redis。

数据支持类型

    memcached使用key-value形式存储和访问数据,在内存中维护一张巨大的HashTable,使得对数据查询的时间复杂度降低到O(1),保证了对数据的高性能访问。
    redis与memcached相比,比仅支持简单的key-value数据类型,同时还支持list,set,zset,hash等数据结构的存储;

内存管理机制

    Memcached使用预分配的内存池的方式,使用slab和大小不同的chunk来管理内存,Item根据大小选择合适的chunk存储,内存池的方式可以省去申请/释放内存的开销,并且能减小内存碎片产生,但这种方式也会带来一定程度上的空间浪费,并且在内存仍然有很大空间时,新的数据也可能会被剔除,原因可以参考Timyang的文章:http://timyang.net/data/Memcached-lru-evictions/
  Redis使用现场申请内存的方式来存储数据,并且很少使用free-list等方式来优化内存分配,会在一定程度上存在内存碎片,Redis跟据存储命令参数,会把带过期时间的数据单独存放在一起,并把它们称为临时数据,非临时数据是永远不会被剔除的,即便物理内存不够,导致swap也不会剔除任何非临时数据(但会尝试剔除部分临时数据),这点上Redis更适合作为存储而不是cache。

数据存储及持久化

    memcached不支持内存数据的持久化操作,所有的数据都以in-memory的形式存储。
    redis支持持久化操作。redis提供了两种不同的持久化方法来讲数据存储到硬盘里面,一种是快照(snapshotting),它可以将存在于某一时刻的所有数据都写入硬盘里面。另一种方法叫只追加文件(append-only file, AOF),它会在执行写命令时,将被执行的写命令复制到硬盘里面。

数据一致性问题

    Memcached提供了cas命令,可以保证多个并发访问操作同一份数据的一致性问题。 Redis没有提供cas 命令,并不能保证这点,不过Redis提供了事务的功能,可以保证一串命令的原子性,中间不会被任何操作打断。

集群管理不同

    Memcached是全内存的数据缓冲系统,Redis虽然支持数据的持久化,但是全内存毕竟才是其高性能的本质。作为基于内存的存储系统来说,机器物理内存的大小就是系统能够容纳的最大数据量。如果需要处理的数据量超过了单台机器的物理内存大小,就需要构建分布式集群来扩展存储能力。
    Memcached本身并不支持分布式,因此只能在客户端通过像一致性哈希这样的分布式算法来实现Memcached的分布式存储。
    Redis Cluster是一个实现了分布式且允许单点故障的Redis高级版本,它没有中心节点,具有线性可伸缩的功能。Redis Cluster的分布式存储架构,节点与节点之间通过二进制协议进行通信,节点与客户端之间通过ascii协议进行通信。在数据的放置策略上,Redis Cluster将整个key的数值域分成4096个哈希槽,每个节点上可以存储一个或多个哈希槽,也就是说当前Redis Cluster支持的最大节点数就是4096。Redis Cluster使用的分布式算法也很简单:crc16( key ) % HASH_SLOTS_NUMBER。
为了保证单点故障下的数据可用性,Redis Cluster引入了Master节点和Slave节点。在Redis Cluster中,每个Master节点都会有对应的两个用于冗余的Slave节点。这样在整个集群中,任意两个节点的宕机都不会导致数据的不可用。当Master节点退出后,集群会自动选择一个Slave节点成为新的Master节点。


总结

1、对于数据结构仅需要string,查询需求大,数据变更不频繁的情况下,还是推荐memcached。
2、Redis使用最佳方式是全部数据in-memory。
3、随着redis的发展,越来越多场景采用redis作为memcached的代替品。
4、当需要除key/value之外的更多数据类型支持时,使用Redis更合适。
5、当存储的数据不能被剔除时,使用Redis更合适。

ps:文中如有理解偏颇之处,还请各位大神指正,不胜感激。随着小编的知识阅历的增长,也会尽可能完善文中的内容。


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