Redis 与 Memcache比较

        
    引子：传统MySQL+ Memcached架构遇到的问题
    MySQL是适合进行海量数据存储的，通过Memcached将热点数据加载到cache，加速访问，很多公司都曾经使用过这样的架构，但随着业务数据量的不断增加，和访问量的持续增长，会遇到很多问题：
    1、MySQL需要不断进行分库分表，Memcached也需不断跟着扩容，扩容和维护工作占据大量开发时间。  
    2、Memcached与MySQL数据库数据一致性问题。
    3、Memcached数据命中率低或宕机，大量访问直接穿透到DB，MySQL无法支撑。
    4、跨机房cache同步问题。

    那么，面对众多的新生代NoSQL产品，我们该如何选择呢？

    正确地使用好这些产品，最大化地发挥其长处，是我们需要深入研究和思考的问题，实际归根结底最重要的是了解这些产品的定位，在实际应用中做到扬长避短，总体上这些NoSQL主要用于解决以下几种问题：

    1、少量数据存储，高速读写访问。此类产品通过数据全部in-momery 的方式来保证高速访问，同时提供数据落地的功能，实际这正是Redis最主要的适用场景。

    2、海量数据存储，分布式系统支持，数据一致性保证，方便的集群节点添加/删除。

    3、通过节点间传递集群信息，或通过类似一个分布式锁服务来保证强数据一致性,数据写入先写内存和redo log，然后定期compat归并到磁盘上，将随机写优化为顺序写，提高写入性能。

    4、Schema free，auto-sharding等。比如目前常见的一些文档数据库都是支持schema-free（模式自由）的，直接存储json格式数据，并且支持auto-sharding等功能，比如mongodb。
面对这些不同类型的NoSQL产品,我们需要根据我们的业务场景选择最合适的产品。

    前面已经分析过，Redis最适合所有数据in-momory的场景，虽然Redis也提供持久化功能，但实际更多的是disk-backed的功能，跟传统意义上的持久化有比较大的差别，那么可能大家就会有疑问，似乎Redis更像一个加强版的Memcached，那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢？

    Redis与Memcached的比较
    网络IO模型
    Memcached是多线程，非阻塞IO复用的网络模型，分为监听主线程和worker子线程，监听线程监听网络连接，接受请求后，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cachecoherency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，进行计数等工作，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，对于单纯只有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，单线程模型实际会严重影响整体吞吐量，CPU计算过程中，整个IO调度都是被阻塞住的。

    内存管理方面
    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。

    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。

    存储方式及其它方面
    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除key/value之外，还支持list,set,sortedset,hash等众多数据结构，提供了KEYS进行枚举操作，但不能在线上使用，如果需要枚举线上数据，Redis提供了工具可以直接扫描其dump文件，枚举出所有数据，Redis还同时提供了持久化和复制等功能。

    关于不同语言的客户端支持
    在不同语言的客户端方面，Memcached和Redis都有丰富的第三方客户端可供选择，不过因为Memcached发展的时间更久一些，目前看在客户端支持方面，Memcached的很多客户端更加成熟稳定，而Redis由于其协议本身就比Memcached复杂，加上作者不断增加新的功能等，对应第三方客户端跟进速度可能会赶不上，有时可能需要自己在第三方客户端基础上做些修改才能更好的使用。

    根据以上比较不难看出，当我们不希望数据被踢出，或者需要除key/value之外的更多数据类型时，或者需要落地功能时，使用Redis比使用Memcached更合适。

    总结：
    1、Redis使用最佳方式是全部数据in-memory。
    2、Redis更多场景是作为Memcached的替代者来使用。
    3、当需要除key/value之外的更多数据类型支持时，使用Redis更合适。
    4、当存储的数据不能被剔除时，使用Redis更合适。