memcached与redis比较

Posted 2021-03-09 lemanlai的学习笔记

1- memcached介绍

Memcached是一个自由开源的，高性能，分布式内存对象缓存系统。
Memcached是以LiveJournal旗下Danga Interactive公司的Brad Fitzpatric为首开发的一款软件。现在已成为mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等众多服务中提高Web应用扩展性的重要因素。
Memcached是一种基于内存的key-value存储，用来存储小块的任意数据（字符串、对象）。这些数据可以是数据库调用、API调用或者是页面渲染的结果。
Memcached简洁而强大。它的简洁设计便于快速开发，减轻开发难度，解决了大数据量缓存的很多问题。它的API兼容大部分流行的开发语言。
本质上，它是一个简洁的key-value存储系统。
一般的使用目的是，通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

2- redis介绍

Redis 是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

1. Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
2. Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
3. Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 优势

1. 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
2. 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
3. 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
4. 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis与其他key-value存储有什么不同？

Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

3- Memcached与Redis的区别

Redis 和 Memcached 都是基于内存的数据存储系统。Memcached是高性能分布式内存缓存服务，其本质上就是一个内存key-value数据库。Redis是一个开源的key-value存储系统。与Memcached类似，Redis将大部分数据存储在内存中，支持的数据类型包括：字符串、哈希表、链表、集合、有序集合以及基于这些数据类型的相关操作。

Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，所以在比较上，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，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。说了这么多，结论是，无论你使用哪一个，每秒处理请求的次数都不会成为瓶颈。

你需要关注内存使用率。对于key-value这样简单的数据储存，Memcached的内存使用率更高。如果采用hash结构，Redis的内存使用率会更高。当然，这些都依赖于具体的应用场景。

你需要关注关注数据持久化和主从复制时，只有Redis拥有这两个特性。如果你的目标是构建一个缓存在升级或者重启后之前的数据不会丢失的话，那也只能选择Redis。

你应该关心你需要的操作。Redis支持很多复杂的操作，甚至只考虑内存的使用情况，在一个单一操作里你常常可以做很多，而不需要将数据读取到客户端中（这样会需要很多的IO操作）。这些复杂的操作基本上和纯GET和POST操作一样快，所以你不只是需要GET/SET而是更多的操作时，Redis会起很大的作用。

对于两者的选择还是要看具体的应用场景，如果需要缓存的数据只是key-value这样简单的结构时，我在项目里还是采用Memcached，它也足够的稳定可靠。如果涉及到存储，排序等一系列复杂的操作时，毫无疑问选择Redis。

1. 存储方式：

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（笔者注：有快照和AOF日志两种持久化方式，在实际应用的时候，要特别注意配置文件快照参数，要不就很有可能服务器频繁满载做dump）。

2. 数据支持类型：

Redis在数据支持上要比Memcached多的多。

3. 使用底层模型不同：

新版本的Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。
在Redis中，并不是所有的数据都一直存储在内存中的。这是和Memcached相比一个最大的区别。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。Redis只会缓存所有的key的信息，如果

4. 运行环境不同：

Redis目前官方只支持LINUX 上去行，从而省去了对于其它系统的支持，这样的话可以更好的把精力用于本系统 环境上的优化.

5- 数据操作

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。Memcached基本只支持简单的key-value存储，不支持枚举，不支持持久化和复制等功能。Redis支持服务器端的数据操作相比Memcached来说，拥有更多的数据结构和并支持更丰富的数据操作，支持list、set、sorted set、hash等众多数据结构，还同时提供了持久化和复制等功能。而通常在Memcached里，使用者需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去，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， Redis会是更好的选择。

6- 内存管理机制不同

在Redis中，并不是所有的数据都一直存储在内存中的。这是和Memcached相比一个最大的区别。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。Redis只会缓存所有的key的信息，如果Redis发现内存的使用量超过了某一个阀值，将触发swap的操作，Redis根据“swappability = age*log(size_in_memory)”计算出哪些key对应的value需要swap到磁盘。然后再将这些key对应的value持久化到磁盘中，同时在内存中清除。这种特性使得Redis可以保持超过其机器本身内存大小的数据。

而Memcached默认使用Slab Allocation机制管理内存，其主要思想是按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块以存储相应长度的key-value数据记录，以完全解决内存碎片问题。

从内存利用率来讲，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。

7- 性能不同

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，虽然Redis也在存储大数据的性能上进行了优化，但是比起Memcached，还是稍有逊色。

8- 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。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。

建议：

Redis更多场景是作为Memcached的替代者来使用，当需要除key-value之外的更多数据类型支持或存储的数据不能被剔除时，使用Redis更合适。如果只做缓存的话，Memcached已经足够应付绝大部分的需求，Redis 的出现只是提供了一个更加好的选择。