Redis系列之Ehcache、Memcached、Redis对比

概述

面对海量、高并发请求时，为了实现秒级设置毫秒级响应，增加系统的吞吐量，故而需要考虑引入缓存系统。常见的开源的组件如下。

Ehcache

官网
GitHub
特色：

1. 够快：Ehcache发布历史长，经过几年的努力和不计其数的性能测试，Ehcache终被设计于large, high concurrency systems；
2. 够简单：接口非常简单，被广泛的运用于其他的开源项目，比如hibernate；
3. 够袖珍：small foot print ，一般Ehcache的发布版本不会到2M
4. 够轻量：核心程序仅仅依赖slf4j这一个包！
5. 好扩展：Ehcache提供对大数据的内存和硬盘的存储，最近版本允许多实例、保存对象高灵活性、提供LRU、LFU、FIFO淘汰算法，基础属性支持热配置、支持的插件多
6. 监听器：缓存管理器监听器 （CacheManagerListener）和 缓存监听器（CacheEvenListener），用于做一些统计或数据一致性广播。
   使用：

CacheManager manager = CacheManager.newInstance("src/config/ehcache.xml");
Ehcache cache = new Cache("testCache", 5000, false, false, 5, 2);
cacheManager.addCache(cache);

ehcache.xml配置文件常用属性：

• name:缓存名称。
• maxElementsInMemory：缓存最大个数。
• eternal:对象是否永久有效，一但设置，timeout将不起作用。
• timeToIdleSeconds：设置对象在失效前的允许闲置时间（秒）。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，可选属性，默认值是0，也就是可闲置时间无穷大。
• timeToLiveSeconds：设置对象在失效前允许存活时间,最大时间介于创建时间和失效时间之间。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，默认是0，也就是对象存活时间无穷大。
• overflowToDisk：当内存中对象数量达到maxElementsInMemory时，Ehcache将会对象写到磁盘中。
• diskSpoolBufferSizeMB：这个参数设置DiskStore（磁盘缓存）的缓存区大小。默认是30MB。每个Cache都应该有自己的一个缓冲区。
• maxElementsOnDisk：硬盘最大缓存个数。
• diskPersistent：是否缓存虚拟机重启期数据 Whether the disk store persists between restarts of the Virtual Machine. The default value is false.
• diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认是120s；
• memoryStoreEvictionPolicy：当达到maxElementsInMemory限制时，Ehcache将会根据指定的策略去清理内存。默认策略是LRU。可以设置为 FIFO或是LFU。
• clearOnFlush：内存数量最大时是否清除。

Memcached

官网
GitHub

简介

Memcached是一种高性能、分布式对象缓存系统，最初设计于缓解动态网站数据库加载数据的延迟性，你可以把它想象成一个大的内存HashTable，即key-value键值缓存。特性：

1. 依赖：C语言所编写，依赖于最近版本的GCC和libevent。GCC是它的编译器，同时基于libevent做socket io。
2. 多线程支持：Memcached支持多个CPU同时工作，在Memcached安装文件下有个叫threads.txt中特别说明，By default, memcached is compiled as a single-threaded application.默认是单线程编译安装，如果你需要多线程则需要修改./configure --enable-threads，为了支持多核系统，前提是你的系统必须具有多线程工作模式。开启多线程工作的线程数默认是4，如果线程数超过cpu数容易发生操作死锁的概率。结合自己业务模式选择才能做到物尽其用。
3. 高性能：通过libevent完成socket 的通讯，理论上性能的瓶颈落在网卡上。

安装

下载，放到 /tmp 目录下：
# cd /tmp
# wget http://memcached.org/files/memcached-1.5.10.tar.gz
# wget http://www.monkey.org/~provos/libevent-1.2.tar.gz
安装libevent：
# tar zxvf libevent-1.2.tar.gz
# cd libevent-1.2
# ./configure -prefix=/usr
# make （如果遇到提示gcc 没有安装则先安装gcc)
# make install
测试libevent是否安装成功：
# ls -al /usr/lib | grep libevent
安装memcached，同时需要安装中指定libevent的安装位置：
# cd /tmp
# tar zxvf memcached-1.2.0.tar.gz
# cd memcached-1.2.0
# ./configure -with-libevent=/usr
# make
# make install
安装完成后会把memcached放到 /usr/local/bin/memcached。测试是否成功安装memcached：
# ls -al /usr/local/bin/mem*

启动memcache服务

1. 启动Memcache的服务器端：
   # /usr/local/bin/memcached -d -m 8096 -u root -l 192.168.77.105 -p 12000 -c 256 -P /tmp/memcached.pid
   -d：启动一个守护进程
   -m：是分配给Memcache使用的内存数量，单位是MB
   -u：运行Memcache的用户
   -l：监听的服务器IP地址
   -p：设置Memcache监听的端口，最好是1024以上的端口
   -c：选项是最大运行的并发连接数，默认是1024，按照你服务器的负载量来设定
   -P：设置保存Memcache的pid文件
2. 结束Memcache进程：
   # cat /tmp/memcached.pid 或者 ps -aux | grep memcache（找到对应的进程id号）
   或者# kill 进程id号

可以启动多个守护进程，端口不能重复。

memcache 的连接
telnet ip port
连接之前需要在memcache服务端把memcache的防火墙规则加上：
-A RH-Firewall-1-INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 3306 -j ACCEPT
重新加载防火墙规则：
service iptables restart
在客户端输入stats查看memcache的状态信息：

pid              memcache服务器的进程ID
uptime      服务器已经运行的秒数
time           服务器当前的unix时间戳
version     memcache版本
pointer_size         当前操作系统的指针大小（32位系统一般是32bit）
rusage_user          进程的累计用户时间
rusage_system    进程的累计系统时间
curr_items            服务器当前存储的items数量
total_items           从服务器启动以后存储的items总数量
bytes                       当前服务器存储items占用的字节数
curr_connections        当前打开着的连接数
total_connections        从服务器启动以后曾经打开过的连接数
connection_structures          服务器分配的连接构造数
cmd_get get命令          （获取）总请求次数
cmd_set set命令          （保存）总请求次数
get_hits          总命中次数
get_misses        总未命中次数
evictions     为获取空闲内存而删除的items数（分配给memcache的空间用满后需要删除旧的items来得到空间分配给新的items）
bytes_read    读取字节数（请求字节数）
bytes_written     总发送字节数（结果字节数）
limit_maxbytes     分配给memcache的内存大小（字节）
threads         当前线程数

client

https://developer.aliyun.com/article/353888

Memcached vs Redis

Redis和Memcached的最大不同，就是redis支持数据持久化。
Memcached所有的值均是简单的字符串，redis支持更为丰富的数据类型
速度快很多
redis可以持久化其数据

存储方式 Meme cache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，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
数据支持类型 Memcache对数据类型支持相对简单。Redis有复杂的数据类型。
使用底层模型不同 它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。 Redis直接自己构建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。

A. 数据持久化和数据同步：可定期将内存上数据持久化到硬盘上；
B. binLog功能：可将所有操作写入日志，当Redis出现故障时，可依照BinLog进行数据恢复；
C. Redis支持virtual Memory：LRU算法替换机制；
D. Redis支持更多的数据结构和更丰富的数据操作。（值可以是字符串，哈希，列表，集合和有序集合）
E. 一致性哈希算法，用在Redis的Sharding中，一般是在负载非常高需要水平扩展时使用，一般项目单机足够支持并发。Redis3.0将推出CLuster，功能更强大。

都可以通过客户端一致性 Hash 算法解决切片问题。Memcached 更是小项目、小应用场景、快速响应式团队，从高可用角度来说 Redis 还是胜出的。

Redis

Redis客户端clients非常丰富；

对比

特性	Ehcache3	Memcached	Redis
是否开源	是	是	是
GitHub Star/Fork	1.5K/0/5K	10.K/2.8K	44K/17.4K
开源活跃度	较活跃	活跃	非常活跃
文档	齐全	较齐全	非常齐全
开发语言	Java	C	C
学习成本	较低	不低	低
客户端	只有Java	较多	非常丰富，客户端切片支持
数据类型	String	String/Integer	5种基本+多个高级数据结构
过期策略	支持	支持	支持
持久化	支持	不支持	支持
集群与高可用	自带	第三方搭建实现	支持多种模式，确保高可用
分布式	不支持	不支持	支持、分布式锁、分布式事务
信息订阅	不支持	不支持	支持

参考

Ehcache & Memcached & Redis