memcache和redis性能分析

Memory 特点：

内存存储，速度快，对于内存的要求高，所缓存的内容非持久化。对于 CPU 要求很低，所以常常采用将 Memcached 服务端和一些 CPU 高消耗 Memory 低消耗应用部属在一起 。

集中式 Cache ：避开了分布式 Cache 的传播问题，但是需要非单点保证其可靠性，这需要 cluster 的工作，可以将多个 Memcached 作为一个虚拟的 cluster ，同时对于 cluster 的读写和普通的 memcached 的读写性能没有差别。

    分布式扩展： Memcached 的很突出一个优点，就是采用了可分布式扩展的模式。可以将部属在一台机器上的多个 Memcached 服务端或者部署在多个机器上的 Memcached 服务端组成一个虚拟的服务端，对于调用者来说完全屏蔽和透明。提高的单机器的内存利用率 。

    Socket 通信：传输内容的大小以及序列化的问题需要注意，虽然 Memcached 通常会被放置到内网作为 Cache， Socket 传输速率应该比较高（当前支持 Tcp 和 udp 两种模式，同时根据客户端的不同可以选择使用 nio 的同步或者异步调用方式），但是序列化成本和带宽成本还是需要注意。这里也提一下序列化，对于对象序列化的性能往往让大家头痛，但是如果对于同一类的 Class 对象序列化传输，第一次序列化时间比较长，后续就会优化，其实也就是说序列化最大的消耗不是对象序列化，而是类的序列化。如果穿过去的只是字符串，那么是最好的，省去了序列化的操作，因此在 Memcached 中保存的往往是较小的内容 。

    特殊的内存分配机制：首先要说明的是 Memcached 支持最大的存储对象为 1M 。它的内存分配比较特殊，但是这样的分配方式其实也是对于性能考虑的，简单的分配机制可以更容易回收再分配，节省对于 CPU 的使用（前面的文章中有描述） 。

    Cache 机制简单： 首先它没有什么同步，消息分发，两阶段提交等等，它就是一个很简单的 Cache ，把东西放进去，然后可以取出来，如果发现所提供的 Key 没有命中，那么就很直白的告诉你，你这个 key 没有任何对应的东西在缓存里，去数据库或者其他地方取，当你在外部数据源取到的时候，可以直接将内容置入到 Cache 中，这样下次就可以命中了 。这里会提到怎么去同步这些数据，两种方式，一种就是在你修改了以后立刻更新 Cache内容，这样就会即时生效。另一种是说容许有失效时间，到了失效时间，自然就会将内容删除，此时再去去的时候就会命中不了，然后再次将内容置入 Cache ，用来更新内容。后者用在一些时时性要求不高，写入不频繁的情况。

Redis特点：

(1) 速度快，因为数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)

(2) 支持丰富数据类型，支持string，list，set，sorted set，hash

(3) 支持事务，操作都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行

(4) 丰富的特性：可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后将会自动删除

与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步,当前 Redis的应用已经非常广泛，国内像新浪、淘宝，国外像 Flickr、Github等均在使用Redis的缓存服务。

memcache和redis比较：

• 性能方面：Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，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，无论你使用哪一个，每秒处理请求的次数都不会成为瓶颈。（比如瓶颈可能会在网卡）
• 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。当然，这和你的应用场景和数据特性有关。

• 数据持久化：如果你对数据持久化和数据同步有所要求，那么推荐你选择Redis，因为这两个特性Memcached都不具备。即使你只是希望在升级或者重启系统后缓存数据不会丢失，选择Redis也是明智的。

• 数据结构:当然，最后还得说到你的具体应用需求。Redis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，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。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，如果你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。

• 网络IO模型方面：Memcached是多线程，分为监听线程、worker线程，引入锁，带来了性能损耗。Redis使用单线程的IO复用模型，将速度优势发挥到最大，也提供了较简单的计算功能 

• 内存管理方面：Memcached使用预分配的内存池的方式，带来一定程度的空间浪费 并且在内存仍然有很大空间时，新的数据也可能会被剔除，而Redis使用现场申请内存的方式来存储数据，不会剔除任何非临时数据 Redis更适合作为存储而不是cache 

• 数据的一致性方面：Memcached提供了cas命令来保证.而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 

应用场景注意事项：

• 1.Memcached单个key-value大小有限，一个value最大只支持1MB，而Redis最大支持512MB

  2.Memcached只是个内存缓存，对可靠性无要求；而Redis更倾向于内存数据库，因此对对可靠性方面要求比较高

  3.从本质上讲，Memcached只是一个单一key-value内存Cache；而Redis则是一个数据结构内存数据库，支持五种数据类型，因此Redis除单纯缓存作用外，还可以处理一些简单的逻辑运算，Redis不仅可以缓存，而且还可以作为数据库用

  4.新版本（3.0）的Redis是指集群分布式，也就是说集群本身均衡客户端请求，各个节点可以交流，可拓展行、可维护性更强大

• 5 当 从Redis中读取数据的时候，如果读取的key对应的value不在内存中，那么Redis就需要从swap文件中加载相应数据，然后再返回给请求方。 这里就存在一个I/O线程池的问题。在默认的情况下，Redis会出现阻塞，即完成所有的swap文件加载后才会相应。这种策略在客户端的数量较小，进行 批量操作的时候比较合适。但是如果将Redis应用在一个大型的网站应用程序中，这显然是无法满足大并发的情况的。所以Redis运行我们设置I/O线程 池的大小，对需要从swap文件中加载相应数据的读取请求进行并发操作，减少阻塞的时间。

• 6 redis在2.0版本后增加了自己的VM特性，突破物理内存的限制；可以对key value设置过期时间（类似memcache）
  memcache可以修改最大可用内存,采用LRU算法 mongoDB适合大数据量的存储，依赖操作系统VM做内存管理，吃内存也比较厉害，服务不要和别的服务在一起