分布式环境中怎么选择缓存中间件？

Posted 2021-04-10 360linker

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分布式系统中应对高并发、提高系统稳定性和响应性能，缓存是一大利器，本文对常用的缓存中间件进行分析对比，以供参考。

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为什么要使用分布式缓存

高并发环境下这个时候如果访问不加拦截，让大量的读写请求涌向数据库，由于磁盘的处理速度与内存显然不在一个量级，服务器马上就要宕机。从减轻数据库的压力和提高系统响应速度两个角度来考虑，都会在数据库之前加一层缓存，访问压力越大的，在缓存之前就开始CDN拦截图片等访问请求。

并且由于最早的单台机器的内存资源以及承载能力有限，如果大量使用本地缓存，也会使相同的数据被不同的节点存储多份，对内存资源造成较大的浪费，因此，才催生出了分布式缓存。

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分布式缓存应用场景

1，页面缓存.用来缓存Web 页面的内容片段,包括html、CSS 和图片等;

2，应用对象缓存.缓存系统作为ORM 框架的二级缓存对外提供服务,目的是减轻数据库的负载压力,加速应用访问;

3，解决分布式Web部署的session同步问题，状态缓存.缓存包括Session 会话状态及应用横向扩展时的状态数据等,这类数据一般是难以恢复的,对可用性要求较高,多应用于高可用集群。,

4，并行处理.通常涉及大量中间计算结果需要共享;

云计算领域提供分布式缓存服务。

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Memcache VS Redis

1、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。而memcache只支持简单数据类型，需要客户端自己处理复杂对象

2、Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用（PS：持久化在rdb、aof）。

3、由于Memcache没有持久化机制，因此宕机所有缓存数据失效。Redis配置为持久化，宕机重启后，将自动加载宕机时刻的数据到缓存系统中。具有更好的灾备机制。

4、Memcache可以使用Magent在客户端进行一致性hash做分布式。Redis支持在服务器端做分布式（PS:Twemproxy/Codis/Redis-cluster多种分布式实现方式）

5、Memcached的简单限制就是键（key）和Value的限制。最大键长为250个字符。可以接受的储存数据不能超过1MB（可修改配置文件变大），因为这是典型slab 的最大值，不适合虚拟机使用。而Redis的Key长度支持到512k。

6、Redis使用的是单线程模型，保证了数据按顺序提交。Memcache需要使用cas保证数据一致性。CAS（Check and Set）是一个确保并发一致性的机制，属于“乐观锁”范畴；原理很简单：拿版本号，操作，对比版本号，如果一致就操作，不一致就放弃任何操作

cpu利用。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 。

7、memcache内存管理：使用Slab Allocation。原理相当简单，预先分配一系列大小固定的组，然后根据数据大小选择最合适的块存储。避免了内存碎片。（缺点：不能变长，浪费了一定空间）memcached默认情况下下一个slab的最大值为前一个的1.25倍。

8、redis内存管理： Redis通过定义一个数组来记录所有的内存分配情况， Redis采用的是包装的malloc/free，相较于Memcached的内存 管理方法来说，要简单很多。由于malloc 首先以链表的方式搜索已管理的内存中可用的空间分配，导致内存碎片比较多。

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分布式缓存选型总结

其实对于企业选型Memcache、Redis而言，更多还是应该看业务使用场景（因为Memcache、Redis两者都具有足够高的性能和稳定性）。假若业务场景需要用到持久化缓存功能、或者支持多种数据结构的缓存功能，那么Redis则是最佳选择。

综上所述：为了让缓存系统能够支持更多的业务场景，选择Redis会更优。

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