Redis與Memcached的區別

五柳-先生發表於2016-04-19

如果簡單地比較Redis與Memcached的區別,大多數都會得到以下觀點:

1 Redis不僅僅支援簡單的k/v型別的資料,同時還提供list,set,hash等資料結構的儲存。

2 Redis支援資料的備份,即master-slave模式的資料備份。

3 Redis支援資料的持久化,可以將記憶體中的資料保持在磁碟中,重啟的時候可以再次載入進行使用。

在Redis中,並不是所有的資料都一直儲存在記憶體中的。這是和Memcached相比一個最大的區別(我個人是這麼認為的)。Redis只會快取所有的key的資訊,如果Redis發現記憶體的使用量超過了某一個閥值,將觸發swap的操作,Redis根據“swappability = age*log(size_in_memory)”計算出哪些key對應的value需要swap到磁碟。然後再將這些key對應的value持久化到磁碟中,同時在記憶體中清除。這種特性使得Redis可以保持超過其機器本身記憶體大小的資料。當然,機器本身的記憶體必須要能夠保持所有的key,畢竟這些資料是不會進行swap操作的。同時由於Redis將記憶體中的資料swap到磁碟中的時候,提供服務的主執行緒和進行swap操作的子執行緒會共享這部分記憶體,所以如果更新需要swap的資料,Redis將阻塞這個操作,直到子執行緒完成swap操作後才可以進行修改。

可以參考使用Redis特有記憶體模型前後的情況對比:
 

 

VM off: 300k keys, 4096 bytes values: 1.3G used
VM on: 300k keys, 4096 bytes values: 73M used
VM off: 1 million keys, 256 bytes values: 430.12M used
VM on: 1 million keys, 256 bytes values: 160.09M used
VM on: 1 million keys, values as large as you want, still: 160.09M used

 

當從Redis中讀取資料的時候,如果讀取的key對應的value不在記憶體中,那麼Redis就需要從swap檔案中載入相應資料,然後再返回給請求方。這裡就存在一個I/O執行緒池的問題。在預設的情況下,Redis會出現阻塞,即完成所有的swap檔案載入後才會相應。這種策略在客戶端的數量較小,進行批量操作的時候比較合適。但是如果將Redis應用在一個大型的網站應用程式中,這顯然是無法滿足大併發的情況的。所以Redis執行我們設定I/O執行緒池的大小,對需要從swap檔案中載入相應資料的讀取請求進行併發操作,減少阻塞的時間。

 

redis、memcache、mongoDB 對比

從以下幾個維度,對redis、memcache、mongoDB 做了對比,歡迎拍磚

1、效能

都比較高,效能對我們來說應該都不是瓶頸

總體來講,TPS方面redis和memcache差不多,要大於mongodb

2、操作的便利性

memcache資料結構單一

redis豐富一些,資料操作方面,redis更好一些,較少的網路IO次數

mongodb支援豐富的資料表達,索引,最類似關係型資料庫,支援的查詢語言非常豐富

3、記憶體空間的大小和資料量的大小

redis在2.0版本後增加了自己的VM特性,突破實體記憶體的限制;可以對key value設定過期時間(類似memcache)

memcache可以修改最大可用記憶體,採用LRU演算法

mongoDB適合大資料量的儲存,依賴作業系統VM做記憶體管理,吃記憶體也比較厲害,服務不要和別的服務在一起

4、可用性(單點問題)

對於單點問題,

redis,依賴客戶端來實現分散式讀寫;主從複製時,每次從節點重新連線主節點都要依賴整個快照,無增量複製,因效能和效率問題,

所以單點問題比較複雜;不支援自動sharding,需要依賴程式設定一致hash 機制。

一種替代方案是,不用redis本身的複製機制,採用自己做主動複製(多份儲存),或者改成增量複製的方式(需要自己實現),一致性問題和效能的權衡

Memcache本身沒有資料冗餘機制,也沒必要;對於故障預防,採用依賴成熟的hash或者環狀的演算法,解決單點故障引起的抖動問題。

mongoDB支援master-slave,replicaset(內部採用paxos選舉演算法,自動故障恢復),auto sharding機制,對客戶端遮蔽了故障轉移和切分機制。

5、可靠性(持久化)

對於資料持久化和資料恢復,

redis支援(快照、AOF):依賴快照進行持久化,aof增強了可靠性的同時,對效能有所影響

memcache不支援,通常用在做快取,提升效能;

MongoDB從1.8版本開始採用binlog方式支援持久化的可靠性

6、資料一致性(事務支援)

Memcache 在併發場景下,用cas保證一致性

redis事務支援比較弱,只能保證事務中的每個操作連續執行

mongoDB不支援事務

7、資料分析

mongoDB內建了資料分析的功能(mapreduce),其他不支援

8、應用場景

redis:資料量較小的更效能操作和運算上

memcache:用於在動態系統中減少資料庫負載,提升效能;做快取,提高效能(適合讀多寫少,對於資料量比較大,可以採用sharding)

MongoDB:主要解決海量資料的訪問效率問題

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