分布式缓存Redis之与Memcached的比较

 Redis的缓存部分值得写一篇新文章,Redis能够替代memcached,让你的缓存从只能存储数据变得能够更新数据,因此你不再需要每次都重新生成数据了。

不适用

  另外在一些需要大容量数据集的应用,Redis也并不适合,因为它的数据集不会超过系统可用的内存。所以如果你有大数据应用,而且主要是读取访问模式,那么Redis并不是正确的选择。

一:性能 

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以上的数据时,Memcached性能要高于Redis,虽然Redis最近也在存储大数据的性能上进行优化,但是比起Memcached,还是稍有逊色。

二:内存使用效率

使用简单的key-value存储的话,Memcached的内存利用率更高,而如果Redis采用hash结构来做key-value存储,由于其组合式的压缩,其内存利用率会高于Memcached。

三:Redis支持服务器端的数据操作

 Redis相比Memcached来说,拥有更多的数据结构并支持更丰富的数据操作,通常在Memcached里,你需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去,序列化再反序列化,这大大增加了网络IO的次数和数据体积。在Redis中,这些复杂的操作通常和一般的GET/SET一样高效。所以,如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作,那么Redis会是不错的选择。

与Memcached仅支持简单的key-value结构的数据记录不同,Redis支持的数据类型要丰富得多。最为常用的数据类型主要由五种:String、Hash、List、Set和Sorted Set。Redis内部使用一个redisObject对象来表示所有的key和value

四:数据备份恢复

memcached挂掉后,数据不可恢复;redis数据丢失后可以通过aof恢复,Redis支持数据的备份,即master-slave主从模式的数据备份。

五:数据存储

Redis和Memcached都是将数据存放在内存中,都是内存数据库。不过memcached还可用于缓存其他东西,例如图片、视频等等。memcached把数据全部存在内存之中,断电后会挂掉,数据不能超过内存大小;redis有部份存在硬盘上,这样能保证数据的持久性,支持数据的持久化(RDB、AOF),而Memcached不支持持久化。同时Redis并不是所有的数据都一直存储在内存中的,当物理内存用完时,Redis可以将一些很久没用到的value交换到磁盘,但memcached超过内存比例会抹掉前面的数据

六:内存管理机制

对于像Redis和Memcached这种基于内存的数据库系统来说,内存管理的效率高低是影响系统性能的关键因素。传统C语言中的malloc/free函数是最常用的分配和释放内存的方法,但是这种方法存在着很大的缺陷:首先,对于开发人员来说不匹配的malloc和free容易造成内存泄露;其次频繁调用会造成大量内存碎片无法回收重新利用,降低内存利用率;最后作为系统调用,其系统开销远远大于一般函数调用。所以,为了提高内存的管理效率,高效的内存管理方案都不会直接使用malloc/free调用。

Redis的内存管理主要通过源码中zmalloc.h和zmalloc.c两个文件来实现的。Redis为了方便内存的管理,在分配一块内存之后,会将这块内存的大小存入内存块的头部。


七:集群、分布式存储

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,关于分布式一致性哈希算法见总结:分布式一致性hash算法。当客户端向Memcached集群发送数据之前,首先会通过内置的分布式算法计算出该条数据的目标节点,然后数据会直接发送到该节点上存储。但客户端查询数据时,同样要计算出查询数据所在的节点,然后直接向该节点发送查询请求以获取数据。

  相较于Memcached只能采用客户端实现分布式存储,Redis更偏向于在服务器端构建分布式存储,但没有采用一致性哈希,关于Redis集群分析见总结:分布式缓存Redis之cluster集群。最新版本的Redis已经支持了分布式存储功能。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。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。


八:memcache支持多核多线程,Redis单线程操作


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