隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，現(xiàn)如今的應用場景多種多樣，數(shù)據(jù)量不斷增長，效率和穩(wěn)定性成為了企業(yè)所面臨的主要問題。而內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為一種新型的數(shù)據(jù)庫技術，由于它能夠保證高效性和穩(wěn)定性，越來越受到企業(yè)的青睞。本文將就內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案進行探討，并提出一種高效穩(wěn)定的方案。

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一、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫（Memory Database）又稱為主存儲數(shù)據(jù)庫，是一種數(shù)據(jù)庫技術，具有高效的數(shù)據(jù)存取和操作速度，它的主要特點是將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，而不是像傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫存儲在磁盤中。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的訪問速度比傳統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)庫快數(shù)倍，特別是在數(shù)據(jù)量較大的情況下，它能夠顯著提高數(shù)據(jù)訪問的效率。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫是以內(nèi)存為主存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)庫，與磁盤存儲的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢在于速度快、讀寫效率高、響應時間短、可伸縮性好，這些特點使得內(nèi)存數(shù)據(jù)庫非常適合高速讀取、寫入和實時處理的業(yè)務場景，如金融交易系統(tǒng)、游戲行業(yè)、實時數(shù)據(jù)分析等領域。

二、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的高效性和穩(wěn)定性讓它被越來越多的企業(yè)所關注，但是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫單機的性能是有限的，當處理的數(shù)據(jù)量超過一定的范圍時，單機處理的能力就不足以滿足業(yè)務需求。為了提高內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的處理能力，企業(yè)可以采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群的方案。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群是一個由多臺服務器組成的分布式系統(tǒng)，可以實現(xiàn)多臺服務器之間的數(shù)據(jù)共享與負載均衡。它能夠擴展內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的容量并加強數(shù)據(jù)的高可用性，保障企業(yè)關鍵業(yè)務系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

三、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案

在實現(xiàn)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案前，需要了解幾個基本概念：

1. 熱點數(shù)據(jù)：指特定時間段內(nèi)訪問頻率較高的數(shù)據(jù)。

2. 分區(qū)：將數(shù)據(jù)分配到不同的服務器上進行管理和存儲。

3. 副本：將數(shù)據(jù)復制到不同的服務器上進行備份，以保障數(shù)據(jù)的高可用性。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案需要考慮下面幾個方面：

1. 負載均衡：為了保證多個服務器上的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫可以合理地分配負載，需要實現(xiàn)負載均衡。應用程序在訪問內(nèi)存數(shù)據(jù)庫時，先通過負載均衡的方式將請求分配到一個服務器上，然后由該臺服務器代理操作其他的服務器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。

2. 分區(qū)方案：由于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的空間有限，需要將數(shù)據(jù)分配到不同的服務器上進行管理和存儲。這時可以考慮采用哈希分區(qū)的方法，通過對數(shù)據(jù)進行哈希計算后，將其分配到不同的服務器上進行管理。

3. 數(shù)據(jù)的備份和恢復：為了保障數(shù)據(jù)的安全，需要將重要數(shù)據(jù)進行備份。在服務器出現(xiàn)故障等情況下，及時將數(shù)據(jù)恢復到新的服務器上，保障業(yè)務的正常運行。

4. 熱點數(shù)據(jù)處理：由于熱點數(shù)據(jù)的存在，可能會導致單臺服務器處理不過來，出現(xiàn)性能瓶頸。這時可以采用緩存機制，將熱點數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存中，以緩解服務器壓力，并通過數(shù)據(jù)分區(qū)，將熱點數(shù)據(jù)分配到多臺服務器上進行并發(fā)處理。

四、案例分析

選用Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫作為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群的示例。Redis是一個開源的高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，它支持快速讀取和緩存，能夠滿足高并發(fā)讀寫的要求，并且可以通過多種方式進行數(shù)據(jù)分區(qū)。下面是一種適合企業(yè)的Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案。

1. 架構設計

該方案采用主從復制架構，主機負責寫入操作，從機負責讀取操作，從機會實時復制主機上的數(shù)據(jù)。同時，每臺機器都有自己的副本，以保障數(shù)據(jù)的安全。

2. 數(shù)據(jù)分區(qū)

通過哈希一致性算法，將數(shù)據(jù)分配到不同的服務器上，解決熱點數(shù)據(jù)存在的問題。當一臺服務器出現(xiàn)宕機時，可以自動將它所對應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他服務器上，保證數(shù)據(jù)的安全性。

3. 數(shù)據(jù)備份

通過Redis集群提供的快照和AOF（Append Only File）的功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和恢復。在服務器發(fā)生宕機或者其他突況時，可以快速地將數(shù)據(jù)從備份中恢復。

4. 數(shù)據(jù)緩存

通過使用Redis集群提供的分布式鎖和分布式緩存功能，對熱點數(shù)據(jù)進行緩存和處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問和處理，緩解服務器的壓力。

五、

本文主要介紹了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案的實現(xiàn)，并以Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫為例，提出了一種高效穩(wěn)定的方案。對于企業(yè)來說，實現(xiàn)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案可以提高系統(tǒng)的可靠性、效率和穩(wěn)定性，緩解因為數(shù)據(jù)量過大帶來的問題。同時，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案具有較強的可擴展性和伸縮性，能夠滿足企業(yè)日益增長的業(yè)務需求，為企業(yè)的業(yè)務發(fā)展提供了堅實的支撐。

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Redis和Memcache的區(qū)別總結

1. Redis是什么

這個問題的結果影響了我們怎么用Redis。如果你認為Redis是一個key value store, 那可能會用它來代替MySQL；如果認為它是一個可以持久化的cache, 可能只是它保存一些頻繁訪問的臨時數(shù)據(jù)。Redis是REmote DIctionary Server的縮寫，在Redis在官方網(wǎng)站的的副標題是A persistent key-value database with built-in net interface written in ANSI-C for Posix systems，這個定義偏向key value store。還有一些看法則認為Redis是一個memory database，因為它的高性能都是基于內(nèi)存操作的基礎。另外一些人則認為Redis是一正咐漏個data structure server，因為Redis支持復雜的數(shù)據(jù)特性，比如List, Set等。對Redis的作用的不同解讀決定了你對Redis的使用方式。

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)目前基本使用兩種方式來存儲，關系數(shù)據(jù)庫或者key value。但是這些互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務本身并不屬于這兩種數(shù)據(jù)類型，比如用戶在社會化平臺中的關系，它是一個list，如果要用關系數(shù)據(jù)庫存儲就需要轉(zhuǎn)換成一種多行記錄的形式，這種形式存在很多冗余數(shù)據(jù)，每一行需要存儲一些重復信息。如果用key value存儲則修改和刪除比較麻煩，需要將全部數(shù)據(jù)讀出再寫入。Redis在內(nèi)存中設計了各種數(shù)據(jù)類型，讓業(yè)務能夠高速原子的訪問這些數(shù)據(jù)結構，并且不需要關心持久存儲的問題，從架構上解決了前面兩種存儲需要走一些彎路的問題。

2. Redis不可能比Memcache快

很多開發(fā)者都認為Redis不可能比Memcached快，Memcached完全基于內(nèi)存，而Redis具有持久化保存特性，即使是異步的，Redis也不可能比Memcached快。但是測試結果基本是Redis占絕對優(yōu)勢。一直在思考這個原因，目前想到的原因有這幾方面。

Libevent。和Memcached不同，Redis并沒有選擇libevent。Libevent為了迎合通用性造成代碼龐大(目前Redis代碼還不到libevent的1/3)及犧牲了在特定平臺的不少性能。Redis用libevent中兩個文件修改實現(xiàn)了自己的epoll event loop(4)。業(yè)界不少開發(fā)者也建議Redis使用另外一個libevent高性能替代libev，但是作者還是堅持Redis應該小巧并去依賴的思路。一個印象深刻的細節(jié)是編譯Redis之前并不需要執(zhí)行./configure。

CAS問題。CAS是Memcached中比較方便的一種防止競爭修改簡蔽資源的方法。CAS實現(xiàn)需要為每個cache key設置一個隱藏的cas token，cas相當value版本號，每次set會token需要遞增，因此帶來CPU和內(nèi)存的雙重開銷，雖然這些開銷很小，但是到單機10G+ cache以及QPS上萬之后這些開銷就會給雙方相對帶來一些細微性能差別(5)。

3. 單臺Redis的存放數(shù)據(jù)必須比物理內(nèi)存小

Redis的數(shù)據(jù)全部放在內(nèi)存帶來了高速的性能，但是也帶來一些不合理之處。比如一個中型網(wǎng)站有100萬注冊用戶，如果這些資料要用Redis來存儲，內(nèi)存的容量必須能夠容納這100萬用戶。但是業(yè)務實際情況是100萬用戶只有5萬活躍用戶，1周來訪問過1次的也只有15萬用戶，因此全部100萬用戶的數(shù)據(jù)都放在內(nèi)存有不合理之處，RAM需要為冷數(shù)據(jù)買單。

這跟操作系統(tǒng)非常相似，操作系統(tǒng)所有應用訪問的數(shù)據(jù)都在內(nèi)存，但是如果物理內(nèi)存容納不下新的數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)會智能將部分長期沒有訪問的數(shù)據(jù)交換到磁盤，為新的應用留出空間。現(xiàn)代操作系統(tǒng)給應用提供的并不是物理內(nèi)存，而是虛擬內(nèi)存(Virtual Memory)的概念。

基于相同的考慮，Redis 2.0也增加了VM特性。讓Redis數(shù)據(jù)容量突破了物理內(nèi)存的限制。并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)冷熱分離。

4. Redis的VM實現(xiàn)是重復造輪子

Redis的VM依照之前的epoll實現(xiàn)思路依舊是自己實現(xiàn)。但是在前面操作系統(tǒng)的介紹提到OS也可以自動幫程序?qū)崿F(xiàn)冷熱數(shù)據(jù)分離，Redis只需要OS申請一塊大內(nèi)存，OS會自動將熱數(shù)據(jù)放入物舉爛理內(nèi)存，冷數(shù)據(jù)交換到硬盤，另外一個知名的“理解了現(xiàn)代操作系統(tǒng)(3)”的Varnish就是這樣實現(xiàn)，也取得了非常成功的效果。

作者antirez在解釋為什么要自己實現(xiàn)VM中提到幾個原因(6)。主要OS的VM換入換出是基于Page概念，比如OS VM1個Page是4K, 4K中只要還有一個元素即使只有1個字節(jié)被訪問，這個頁也不會被SWAP, 換入也同樣道理，讀到一個字節(jié)可能會換入4K無用的內(nèi)存。而Redis自己實現(xiàn)則可以達到控制換入的粒度。另外訪問操作系統(tǒng)SWAP內(nèi)存區(qū)域時block進程，也是導致Redis要自己實現(xiàn)VM原因之一。

5. 用get/set方式使用Redis

作為一個key value存在，很多開發(fā)者自然的使用set/get方式來使用Redis，實際上這并不是更優(yōu)化的使用方法。尤其在未啟用VM情況下，Redis全部數(shù)據(jù)需要放入內(nèi)存，節(jié)約內(nèi)存尤其重要。

假如一個key-value單元需要最小占用512字節(jié)，即使只存一個字節(jié)也占了512字節(jié)。這時候就有一個設計模式，可以把key復用，幾個key-value放入一個key中，value再作為一個set存入，這樣同樣512字節(jié)就會存放10-100倍的容量。

這就是為了節(jié)約內(nèi)存，建議使用hashset而不是set/get的方式來使用Redis，詳細方法見參考文獻(7)。

6. 使用aof代替snapshot

Redis有兩種存儲方式，默認是snapshot方式，實現(xiàn)方法是定時將內(nèi)存的快照(snapshot)持久化到硬盤，這種方法缺點是持久化之后如果出現(xiàn)crash則會丟失一段數(shù)據(jù)。因此在完美主義者的推動下作者增加了aof方式。aof即append only mode，在寫入內(nèi)存數(shù)據(jù)的同時將操作命令保存到日志文件，在一個并發(fā)更改上萬的系統(tǒng)中，命令日志是一個非常龐大的數(shù)據(jù)，管理維護成本非常高，恢復重建時間會非常長，這樣導致失去aof高可用性本意。另外更重要的是Redis是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)結構模型，所有的優(yōu)勢都是建立在對內(nèi)存復雜數(shù)據(jù)結構高效的原子操作上，這樣就看出aof是一個非常不協(xié)調(diào)的部分。

其實aof目的主要是數(shù)據(jù)可靠性及高可用性，在Redis中有另外一種方法來達到目的：Replication。由于Redis的高性能，復制基本沒有延遲。這樣達到了防止單點故障及實現(xiàn)了高可用。

小結

要想成功使用一種產(chǎn)品，我們需要深入了解它的特性。Redis性能突出，如果能夠熟練的駕馭，對國內(nèi)很多大型應用具有很大幫助。

區(qū)別：

1、存儲方式不同

memecache 把數(shù)據(jù)全部存在內(nèi)存之中，斷電后會掛掉，數(shù)據(jù)不能超過內(nèi)存大小；redis有部份存在硬盤上，這樣能保證數(shù)據(jù)的持久性，支持數(shù)據(jù)的持久化（筆者注：有快照和AOF日志兩種持久化方式，在實際應用的時候，要特別注意配置文件快照參數(shù)，要不就很有可能服務器頻繁滿載做dump）。

2、數(shù)據(jù)支持類型不同

redis在數(shù)據(jù)支持上要比memecache多的多。

3、使用底層模型不同

新版本的redis直接自己構建了VM 機制 ，因為一般的系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)的話，會浪費一定的時間去移動和請求。

4、運行環(huán)境不同

redis目前官方只支持LINUX 上去行，從而省去了對于其它系統(tǒng)的支持，這樣的話可以更好的把精力用于本系統(tǒng) 環(huán)境上的優(yōu)化，雖然后來微軟有一個小組為其寫了補丁。但是沒有放到主干上。

擴展資料

注意事項

1、 Redis和Memcache都是將數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，都是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。不過memcache還可用于緩存其他東西，例如圖片、視頻等等。

2、Redis不僅僅支持簡單的k/v類型的數(shù)據(jù)，同時輪櫻還提供list，set，hash等數(shù)據(jù)結構的存儲。

3、虛擬內(nèi)存–Redis當物理內(nèi)存用完時，可以將一些很久沒用到的value 交換到磁盤 。

4、過期策略–memcache在set時就指定，例如set key,即永不過期。Redis可以通過例如expire 設定，例如expire name 10 。

5、分布式–設定memcache集群做段，利用magent做一主多從;redis可以做一主多從。都可以一主一，存儲數(shù)據(jù)安全–memcache掛掉后，數(shù)據(jù)沒了；redis可以定期保存到磁盤（持久化） 。

參考資料：

百度百科：redis

百度百科：純桐譽memcache

1. Redis是什么

這個問題的結果影響了我們怎么用Redis。如果你認為Redis是一個key value store, 那可能會用它來代替MySQL；如果認為它是一個可以持久化的cache, 可能只是它保存一些頻繁訪問的臨時數(shù)據(jù)。Redis是REmote DIctionary Server的縮寫，在Redis在官方網(wǎng)站的的副標題是A persistent key-value database with built-in net interface written in ANSI-C for Posix systems，這個定義偏向key value store。還有一些看法則認為Redis是一個memory database，因為它的高性能都是基于內(nèi)存操作的基礎。另外一些人則認為Redis是一正咐漏個data structure server，因為Redis支持復雜的數(shù)據(jù)特性，比如List, Set等。對Redis的作用的不同解讀決定了你對Redis的使用方式。

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)目前基本使用兩種方式來存儲，關系數(shù)據(jù)庫或者key value。但是這些互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務本身并不屬于這兩種數(shù)據(jù)類型，比如用戶在社會化平臺中的關系，它是一個list，如果要用關系數(shù)據(jù)庫存儲就需要轉(zhuǎn)換成一種多行記錄的形式，這種形式存在很多冗余數(shù)據(jù)，每一行需要存儲一些重復信息。如果用key value存儲則修改和刪除比較麻煩，需要將全部數(shù)據(jù)讀出再寫入。Redis在內(nèi)存中設計了各種數(shù)據(jù)類型，讓業(yè)務能夠高速原子的訪問這些數(shù)據(jù)結構，并且不需要關心持久存儲的問題，從架構上解決了前面兩種存儲需要走一些彎路的問題。

2. Redis不可能比Memcache快

很多開發(fā)者都認為Redis不可能比Memcached快，Memcached完全基于內(nèi)存，而Redis具有持久化保存特性，即使是異步的，Redis也不可能比Memcached快。但是測試結果基本是Redis占絕對優(yōu)勢。一直在思考這個原因，目前想到的原因有這幾方面。

Libevent。和Memcached不同，Redis并沒有選擇libevent。Libevent為了迎合通用性造成代碼龐大(目前Redis代碼還不到libevent的1/3)及犧牲了在特定平臺的不少性能。Redis用libevent中兩個文件修改實現(xiàn)了自己的epoll event loop(4)。業(yè)界不少開發(fā)者也建議Redis使用另外一個libevent高性能替代libev，但是作者還是堅持Redis應該小巧并去依賴的思路。一個印象深刻的細節(jié)是編譯Redis之前并不需要執(zhí)行./configure。

CAS問題。CAS是Memcached中比較方便的一種防止競爭修改簡蔽資源的方法。CAS實現(xiàn)需要為每個cache key設置一個隱藏的cas token，cas相當value版本號，每次set會token需要遞增，因此帶來CPU和內(nèi)存的雙重開銷，雖然這些開銷很小，但是到單機10G+ cache以及QPS上萬之后這些開銷就會給雙方相對帶來一些細微性能差別(5)。

3. 單臺Redis的存放數(shù)據(jù)必須比物理內(nèi)存小

Redis的數(shù)據(jù)全部放在內(nèi)存帶來了高速的性能，但是也帶來一些不合理之處。比如一個中型網(wǎng)站有100萬注冊用戶，如果這些資料要用Redis來存儲，內(nèi)存的容量必須能夠容納這100萬用戶。但是業(yè)務實際情況是100萬用戶只有5萬活躍用戶，1周來訪問過1次的也只有15萬用戶，因此全部100萬用戶的數(shù)據(jù)都放在內(nèi)存有不合理之處，RAM需要為冷數(shù)據(jù)買單。

這跟操作系統(tǒng)非常相似，操作系統(tǒng)所有應用訪問的數(shù)據(jù)都在內(nèi)存，但是如果物理內(nèi)存容納不下新的數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)會智能將部分長期沒有訪問的數(shù)據(jù)交換到磁盤，為新的應用留出空間?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)給應用提供的并不是物理內(nèi)存，而是虛擬內(nèi)存(Virtual Memory)的概念。

基于相同的考慮，Redis 2.0也增加了VM特性。讓Redis數(shù)據(jù)容量突破了物理內(nèi)存的限制。并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)冷熱分離。

4. Redis的VM實現(xiàn)是重復造輪子

Redis的VM依照之前的epoll實現(xiàn)思路依舊是自己實現(xiàn)。但是在前面操作系統(tǒng)的介紹提到OS也可以自動幫程序?qū)崿F(xiàn)冷熱數(shù)據(jù)分離，Redis只需要OS申請一塊大內(nèi)存，OS會自動將熱數(shù)據(jù)放入物舉爛理內(nèi)存，冷數(shù)據(jù)交換到硬盤，另外一個知名的“理解了現(xiàn)代操作系統(tǒng)(3)”的Varnish就是這樣實現(xiàn)，也取得了非常成功的效果。

作者antirez在解釋為什么要自己實現(xiàn)VM中提到幾個原因(6)。主要OS的VM換入換出是基于Page概念，比如OS VM1個Page是4K, 4K中只要還有一個元素即使只有1個字節(jié)被訪問，這個頁也不會被SWAP, 換入也同樣道理，讀到一個字節(jié)可能會換入4K無用的內(nèi)存。而Redis自己實現(xiàn)則可以達到控制換入的粒度。另外訪問操作系統(tǒng)SWAP內(nèi)存區(qū)域時block進程，也是導致Redis要自己實現(xiàn)VM原因之一。

5. 用get/set方式使用Redis

作為一個key value存在，很多開發(fā)者自然的使用set/get方式來使用Redis，實際上這并不是更優(yōu)化的使用方法。尤其在未啟用VM情況下，Redis全部數(shù)據(jù)需要放入內(nèi)存，節(jié)約內(nèi)存尤其重要。

假如一個key-value單元需要最小占用512字節(jié)，即使只存一個字節(jié)也占了512字節(jié)。這時候就有一個設計模式，可以把key復用，幾個key-value放入一個key中，value再作為一個set存入，這樣同樣512字節(jié)就會存放10-100倍的容量。

這就是為了節(jié)約內(nèi)存，建議使用hashset而不是set/get的方式來使用Redis，詳細方法見參考文獻(7)。

6. 使用aof代替snapshot

Redis有兩種存儲方式，默認是snapshot方式，實現(xiàn)方法是定時將內(nèi)存的快照(snapshot)持久化到硬盤，這種方法缺點是持久化之后如果出現(xiàn)crash則會丟失一段數(shù)據(jù)。因此在完美主義者的推動下作者增加了aof方式。aof即append only mode，在寫入內(nèi)存數(shù)據(jù)的同時將操作命令保存到日志文件，在一個并發(fā)更改上萬的系統(tǒng)中，命令日志是一個非常龐大的數(shù)據(jù)，管理維護成本非常高，恢復重建時間會非常長，這樣導致失去aof高可用性本意。另外更重要的是Redis是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)結構模型，所有的優(yōu)勢都是建立在對內(nèi)存復雜數(shù)據(jù)結構高效的原子操作上，這樣就看出aof是一個非常不協(xié)調(diào)的部分。

其實aof目的主要是數(shù)據(jù)可靠性及高可用性，在Redis中有另外一種方法來達到目的：Replication。由于Redis的高性能，復制基本沒有延遲。這樣達到了防止單點故障及實現(xiàn)了高可用。

小結

要想成功使用一種產(chǎn)品，我們需要深入了解它的特性。Redis性能突出，如果能夠熟練的駕馭，對國內(nèi)很多大型應用具有很大幫助。

Redis的作者Salvatore Sanfilippo曾經(jīng)對這兩種基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)進行過比較：

1、Redis支持服務器端的數(shù)據(jù)操作：Redis相比Memcached來說，擁有更多的數(shù)據(jù)結構和并支持更豐富的數(shù)據(jù)操作，通常在Memcached里，你需要將數(shù)據(jù)拿到客空拿戶端來進行類似的修改再set回去。這大大增加了網(wǎng)絡IO的次數(shù)和數(shù)據(jù)體積。在Redis中，這些復雜的操作通常和一般的GET/SET一樣高效。所以，如果需要緩存能夠支持更復雜的結構和操作，那么Redis會是不錯的選擇。

2、內(nèi)存使用效率對比：使用簡單的key-value存儲的話，Memcached的內(nèi)存利用率更高，而如果Redis采用hash結構來做key-value存儲，由于其組合式的壓縮，其內(nèi)存利用率會高于Memcached。

3、性能對比：由于Redis只使用單核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一個核上Redis在存儲小數(shù)據(jù)時比Memcached性能更高。而在100k以上的數(shù)據(jù)中，Memcached性能要高于Redis，雖然Redis最近也在存儲大數(shù)據(jù)的性能上進行優(yōu)化，但是比起Memcached，還是稍有遜色。

具體為什么會出現(xiàn)上面的結論，以下為收集到的資料：

1、數(shù)據(jù)類型支持不同

與Memcached僅支持簡單的key-value結構的數(shù)據(jù)記錄不同，Redis支持的數(shù)據(jù)類型要豐富得多。最為常用的數(shù)據(jù)類型主要由五種：String、Hash、List、Set和Sorted Set。Redis內(nèi)部使用一個redisObject對象來表示所有的key和value。redisObject最主要的信息如斗肆搭圖所示：

type代表一個value對象具體是何種數(shù)據(jù)類型，encoding是不同數(shù)據(jù)類型在redis內(nèi)部的存儲方式，比如：type=string代表value存儲的是一個普通字符串雹尺，那么對應的encoding可以是raw或者是int，如果是int則代表實際redis內(nèi)部是按數(shù)值型類存儲和表示這個字符串的，當然前提是這個字符串本身可以用數(shù)值表示，比如:”123″ “456”這樣的字符串。只有打開了Redis的虛擬內(nèi)存功能，vm字段字段才會真正的分配內(nèi)存，該功能默認是關閉狀態(tài)的。

1）String

常用命令：set/get/decr/incr/mget等；

應用場景：String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型，普通的key/value存儲都可以歸為此類；

實現(xiàn)方式：String在redis內(nèi)部存儲默認就是一個字符串，被redisObject所引用，當遇到incr、decr等操作時會轉(zhuǎn)成數(shù)值型進行計算，此時redisObject的encoding字段為int。

2）Hash

常用命令：hget/hset/hgetall等

應用場景：我們要存儲一個用戶信息對象數(shù)據(jù)，其中包括用戶ID、用戶姓名、年齡和生日，通過用戶ID我們希望獲取該用戶的姓名或者年齡或者生日；

實現(xiàn)方式：Redis的Hash實際是內(nèi)部存儲的Value為一個HashMap，并提供了直接存取這個Map成員的接口。如圖所示，Key是用戶ID, value是一個Map。這個Map的key是成員的屬性名，value是屬性值。這樣對數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過 key(用戶ID) + field(屬性標簽) 就可以操作對應屬性數(shù)據(jù)。當前HashMap的實現(xiàn)有兩種方式：當HashMap的成員比較少時Redis為了節(jié)省內(nèi)存會采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲，而不會采用真正的HashMap結構，這時對應的value的redisObject的encoding為zipmap，當成員數(shù)量增大時會自動轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時encoding為ht。

3）List

常用命令：lpush/rpush/lpop/rpop/lrange等；

應用場景：Redis list的應用場景非常多，也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結構之一，比如twitter的關注列表，粉絲列表等都可以用Redis的list結構來實現(xiàn)；

實現(xiàn)方式：Redis list的實現(xiàn)為一個雙向鏈表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的內(nèi)存開銷，Redis內(nèi)部的很多實現(xiàn)，包括發(fā)送緩沖隊列等也都是用的這個數(shù)據(jù)結構。

4）Set

常用命令：sadd/spop/embers/sunion等；

應用場景：Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在于set是可以自動排重的，當你需要存儲一個列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復數(shù)據(jù)時，set是一個很好的選擇，并且set提供了判斷某個成員是否在一個set內(nèi)的重要接口，這個也是list所不能提供的；

實現(xiàn)方式：set 的內(nèi)部實現(xiàn)是一個 value永遠為null的HashMap，實際就是通過計算hash的方式來快速排重的，這也是set能提供判斷一個成員是否在內(nèi)的原因。

5）Sorted Set

常用命令：zadd/zrange/zrem/zcard等；

應用場景：Redis sorted set的使用場景與set類似，區(qū)別是set不是自動有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個優(yōu)先級(score)的參數(shù)來為成員排序，并且是插入有序的，即自動排序。當你需要一個有序的并且不重復的列表，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結構，比如twitter 的public timeline可以以發(fā)表時間作為score來存儲，這樣獲取時就是自動按時間排好序的。

實現(xiàn)方式：Redis sorted set的內(nèi)部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數(shù)據(jù)的存儲和有序，HashMap里放的是成員到score的映射，而跳躍表里存放的是所有的成員，排序依據(jù)是HashMap里存的score,使用跳躍表的結構可以獲得比較高的查找效率，并且在實現(xiàn)上比較簡單。

2、內(nèi)存管理機制不同

在Redis中，并不是所有的數(shù)據(jù)都一直存儲在內(nèi)存中的。這是和Memcached相比一個更大的區(qū)別。當物理內(nèi)存用完時，Redis可以將一些很久沒用到的value交換到磁盤。Redis只會緩存所有的key的信息，如果Redis發(fā)現(xiàn)內(nèi)存的使用量超過了某一個閥值，將觸發(fā)swap的操作，Redis根據(jù)“swappability = age*log(size_in_memory)”計算出哪些key對應的value需要swap到磁盤。然后再將這些key對應的value持久化到磁盤中，同時在內(nèi)存中清除。這種特性使得Redis可以保持超過其機器本身內(nèi)存大小的數(shù)據(jù)。當然，機器本身的內(nèi)存必須要能夠保持所有的key，畢竟這些數(shù)據(jù)是不會進行swap操作的。同時由于Redis將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)swap到磁盤中的時候，提供服務的主線程和進行swap操作的子線程會共享這部分內(nèi)存，所以如果更新需要swap的數(shù)據(jù)，Redis將阻塞這個操作，直到子線程完成swap操作后才可以進行修改。當從Redis中讀取數(shù)據(jù)的時候，如果讀取的key對應的value不在內(nèi)存中，那么Redis就需要從swap文件中加載相應數(shù)據(jù)，然后再返回給請求方。 這里就存在一個I/O線程池的問題。在默認的情況下，Redis會出現(xiàn)阻塞，即完成所有的swap文件加載后才會相應。這種策略在客戶端的數(shù)量較小，進行批量操作的時候比較合適。但是如果將Redis應用在一個大型的網(wǎng)站應用程序中，這顯然是無法滿足大并發(fā)的情況的。所以Redis運行我們設置I/O線程池的大小，對需要從swap文件中加載相應數(shù)據(jù)的讀取請求進行并發(fā)操作，減少阻塞的時間。

對于像Redis和Memcached這種基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說，內(nèi)存管理的效率高低是影響系統(tǒng)性能的關鍵因素。傳統(tǒng)C語言中的malloc/free函數(shù)是最常用的分配和釋放內(nèi)存的方法，但是這種方法存在著很大的缺陷：首先，對于開發(fā)人員來說不匹配的malloc和free容易造成內(nèi)存泄露；其次頻繁調(diào)用會造成大量內(nèi)存碎片無法回收重新利用，降低內(nèi)存利用率；最后作為系統(tǒng)調(diào)用，其系統(tǒng)開銷遠遠大于一般函數(shù)調(diào)用。所以，為了提高內(nèi)存的管理效率，高效的內(nèi)存管理方案都不會直接使用malloc/free調(diào)用。Redis和Memcached均使用了自身設計的內(nèi)存管理機制，但是實現(xiàn)方法存在很大的差異，下面將會對兩者的內(nèi)存管理機制分別進行介紹。

Memcached默認使用Slab Allocation機制管理內(nèi)存，其主要思想是按照預先規(guī)定的大小，將分配的內(nèi)存分割成特定長度的塊以存儲相應長度的key-value數(shù)據(jù)記錄，以完全解決內(nèi)存碎片問題。Slab Allocation機制只為存儲外部數(shù)據(jù)而設計，也就是說所有的key-value數(shù)據(jù)都存儲在Slab Allocation系統(tǒng)里，而Memcached的其它內(nèi)存請求則通過普通的malloc/free來申請，因為這些請求的數(shù)量和頻率決定了它們不會對整個系統(tǒng)的性能造成影響Slab Allocation的原理相當簡單。 如圖所示，它首先從操作系統(tǒng)申請一大塊內(nèi)存，并將其分割成各種尺寸的塊Chunk，并把尺寸相同的塊分成組Slab Class。其中，Chunk就是用來存儲key-value數(shù)據(jù)的最小單位。每個Slab Class的大小，可以在Memcached啟動的時候通過制定Growth Factor來控制。假定圖中Growth Factor的取值為1.25，如果之一組Chunk的大小為88個字節(jié)，第二組Chunk的大小就為112個字節(jié)，依此類推。

當Memcached接收到客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)時首先會根據(jù)收到數(shù)據(jù)的大小選擇一個最合適的Slab Class，然后通過查詢Memcached保存著的該Slab Class內(nèi)空閑Chunk的列表就可以找到一個可用于存儲數(shù)據(jù)的Chunk。當一條數(shù)據(jù)庫過期或者丟棄時，該記錄所占用的Chunk就可以回收，重新添加到空閑列表中。從以上過程我們可以看出Memcached的內(nèi)存管理制效率高，而且不會造成內(nèi)存碎片，但是它更大的缺點就是會導致空間浪費。因為每個Chunk都分配了特定長度的內(nèi)存空間，所以變長數(shù)據(jù)無法充分利用這些空間。如圖 所示，將100個字節(jié)的數(shù)據(jù)緩存到128個字節(jié)的Chunk中，剩余的28個字節(jié)就浪費掉了。

Redis的內(nèi)存管理主要通過源碼中zmalloc.h和zmalloc.c兩個文件來實現(xiàn)的。Redis為了方便內(nèi)存的管理，在分配一塊內(nèi)存之后，會將這塊內(nèi)存的大小存入內(nèi)存塊的頭部。如圖所示，real_ptr是redis調(diào)用malloc后返回的指針。redis將內(nèi)存塊的大小size存入頭部，size所占據(jù)的內(nèi)存大小是已知的，為size_t類型的長度，然后返回ret_ptr。當需要釋放內(nèi)存的時候，ret_ptr被傳給內(nèi)存管理程序。通過ret_ptr，程序可以很容易的算出real_ptr的值，然后將real_ptr傳給free釋放內(nèi)存。

Redis通過定義一個數(shù)組來記錄所有的內(nèi)存分配情況，這個數(shù)組的長度為ZMALLOC_MAX_ALLOC_STAT。數(shù)組的每一個元素代表當前程序所分配的內(nèi)存塊的個數(shù)，且內(nèi)存塊的大小為該元素的下標。在源碼中，這個數(shù)組為zmalloc_allocations。zmalloc_allocations代表已經(jīng)分配的長度為16bytes的內(nèi)存塊的個數(shù)。zmalloc.c中有一個靜態(tài)變量used_memory用來記錄當前分配的內(nèi)存總大小。所以，總的來看，Redis采用的是包裝的mallc/free，相較于Memcached的內(nèi)存管理方法來說，要簡單很多。

3、數(shù)據(jù)持久化支持

Redis雖然是基于內(nèi)存的存儲系統(tǒng)，但是它本身是支持內(nèi)存數(shù)據(jù)的持久化的，而且提供兩種主要的持久化策略：RDB快照和AOF日志。而memcached是不支持數(shù)據(jù)持久化操作的。

1）RDB快照

Redis支持將當前數(shù)據(jù)的快照存成一個數(shù)據(jù)文件的持久化機制，即RDB快照。但是一個持續(xù)寫入的數(shù)據(jù)庫如何生成快照呢？Redis借助了fork命令的copy on write機制。在生成快照時，將當前進程fork出一個子進程，然后在子進程中循環(huán)所有的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫成為RDB文件。我們可以通過Redis的save指令來配置RDB快照生成的時機，比如配置10分鐘就生成快照，也可以配置有1000次寫入就生成快照，也可以多個規(guī)則一起實施。這些規(guī)則的定義就在Redis的配置文件中，你也可以通過Redis的CONFIG SET命令在Redis運行時設置規(guī)則，不需要重啟Redis。

Redis的RDB文件不會壞掉，因為其寫操作是在一個新進程中進行的，當生成一個新的RDB文件時，Redis生成的子進程會先將數(shù)據(jù)寫到一個臨時文件中，然后通過原子性rename系統(tǒng)調(diào)用將臨時文件重命名為RDB文件，這樣在任何時候出現(xiàn)故障，Redis的RDB文件都總是可用的。同時，Redis的RDB文件也是Redis主從同步內(nèi)部實現(xiàn)中的一環(huán)。RDB有他的不足，就是一旦數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題，那么我們的RDB文件中保存的數(shù)據(jù)并不是全新的，從上次RDB文件生成到Redis停機這段時間的數(shù)據(jù)全部丟掉了。在某些業(yè)務下，這是可以忍受的。

2）AOF日志

AOF日志的全稱是append only file，它是一個追加寫入的日志文件。與一般數(shù)據(jù)庫的binlog不同的是，AOF文件是可識別的純文本，它的內(nèi)容就是一個個的Redis標準命令。只有那些會導致數(shù)據(jù)發(fā)生修改的命令才會追加到AOF文件。每一條修改數(shù)據(jù)的命令都生成一條日志，AOF文件會越來越大，所以Redis又提供了一個功能，叫做AOF rewrite。其功能就是重新生成一份AOF文件，新的AOF文件中一條記錄的操作只會有一次，而不像一份老文件那樣，可能記錄了對同一個值的多次操作。其生成過程和RDB類似，也是fork一個進程，直接遍歷數(shù)據(jù)，寫入新的AOF臨時文件。在寫入新文件的過程中，所有的寫操作日志還是會寫到原來老的AOF文件中，同時還會記錄在內(nèi)存緩沖區(qū)中。當重完操作完成后，會將所有緩沖區(qū)中的日志一次性寫入到臨時文件中。然后調(diào)用原子性的rename命令用新的AOF文件取代老的AOF文件。

AOF是一個寫文件操作，其目的是將操作日志寫到磁盤上，所以它也同樣會遇到我們上面說的寫操作的流程。在Redis中對AOF調(diào)用write寫入后，通過appendfsync選項來控制調(diào)用fsync將其寫到磁盤上的時間，下面appendfsync的三個設置項，安全強度逐漸變強。

appendfsync no 當設置appendfsync為no的時候，Redis不會主動調(diào)用fsync去將AOF日志內(nèi)容同步到磁盤，所以這一切就完全依賴于操作系統(tǒng)的調(diào)試了。對大多數(shù)Linux操作系統(tǒng)，是每30秒進行一次fsync，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫到磁盤上。

appendfsync everysec 當設置appendfsync為everysec的時候，Redis會默認每隔一秒進行一次fsync調(diào)用，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫到磁盤。但是當這一次的fsync調(diào)用時長超過1秒時。Redis會采取延遲fsync的策略，再等一秒鐘。也就是在兩秒后再進行fsync，這一次的fsync就不管會執(zhí)行多長時間都會進行。這時候由于在fsync時文件描述符會被阻塞，所以當前的寫操作就會阻塞。所以結論就是，在絕大多數(shù)情況下，Redis會每隔一秒進行一次fsync。在最壞的情況下，兩秒鐘會進行一次fsync操作。這一操作在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中被稱為group commit，就是組合多次寫操作的數(shù)據(jù)，一次性將日志寫到磁盤。

appednfsync always 當設置appendfsync為always時，每一次寫操作都會調(diào)用一次fsync，這時數(shù)據(jù)是最安全的，當然，由于每次都會執(zhí)行fsync，所以其性能也會受到影響。

對于一般性的業(yè)務需求，建議使用RDB的方式進行持久化，原因是RDB的開銷并相比AOF日志要低很多，對于那些無法忍數(shù)據(jù)丟失的應用，建議使用AOF日志。

4、集群管理的不同

Memcached是全內(nèi)存的數(shù)據(jù)緩沖系統(tǒng)，Redis雖然支持數(shù)據(jù)的持久化，但是全內(nèi)存畢竟才是其高性能的本質(zhì)。作為基于內(nèi)存的存儲系統(tǒng)來說，機器物理內(nèi)存的大小就是系統(tǒng)能夠容納的更大數(shù)據(jù)量。如果需要處理的數(shù)據(jù)量超過了單臺機器的物理內(nèi)存大小，就需要構建分布式集群來擴展存儲能力。

Memcached本身并不支持分布式，因此只能在客戶端通過像一致性哈希這樣的分布式算法來實現(xiàn)Memcached的分布式存儲。下圖給出了Memcached的分布式存儲實現(xiàn)架構。當客戶端向Memcached集群發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先會通過內(nèi)置的分布式算法計算出該條數(shù)據(jù)的目標節(jié)點，然后數(shù)據(jù)會直接發(fā)送到該節(jié)點上存儲。但客戶端查詢數(shù)據(jù)時，同樣要計算出查詢數(shù)據(jù)所在的節(jié)點，然后直接向該節(jié)點發(fā)送查詢請求以獲取數(shù)據(jù)。

相較于Memcached只能采用客戶端實現(xiàn)分布式存儲，Redis更偏向于在服務器端構建分布式存儲。最新版本的Redis已經(jīng)支持了分布式存儲功能。Redis Cluster是一個實現(xiàn)了分布式且允許單點故障的Redis高級版本，它沒有中心節(jié)點，具有線性可伸縮的功能。下圖給出Redis Cluster的分布式存儲架構，其中節(jié)點與節(jié)點之間通過二進制協(xié)議進行通信，節(jié)點與客戶端之間通過ascii協(xié)議進行通信。在數(shù)據(jù)的放置策略上，Redis Cluster將整個key的數(shù)值域分成4096個哈希槽，每個節(jié)點上可以存儲一個或多個哈希槽，也就是說當前Redis Cluster支持的更大節(jié)點數(shù)就是4096。Redis Cluster使用的分布式算法也很簡單：crc16( key ) % HASH_SLOTS_NUMBER。

為了保證單點故障下的數(shù)據(jù)可用性，Redis Cluster引入了Master節(jié)點和Slave節(jié)點。在Redis Cluster中，每個Master節(jié)點都會有對應的兩個用于冗余的Slave節(jié)點。這樣在整個集群中，任意兩個節(jié)點的宕機都不會導致數(shù)據(jù)的不可用。當Master節(jié)點退出后，集群會自動選擇一個Slave節(jié)點成為新的Master節(jié)點。

Redis和Memcache的區(qū)別是：讀音不同、含義不同、用法不同。

一、讀音不同

1.Redis

讀音神扮灶：英   美

2.Memcache

讀音：英   美

二、含義不同

1.Redis

釋義：n. 幼蟲

2.Memcache

釋義：n. 胡子，髭

三、用法不同

1.Redis

用法：多用于一般現(xiàn)在時，在句中僅作名詞，屬于句中的一部分，與其他成分不用逗號隔開。

2.Memcache

用法：引出造成后果的原因，在句中作主語、狀語和定語。

擴展資料：

Redis例句：游扮

The redia feeds on snail tissue off other larval stages through asexual reproduction.

雷蚴靠進食蝸牛的組織存活，并通過無性繁殖自身來渡過其幼蟲階段。

Memcache例句：

1、The World Mustache Championships are for humans only?

世界胡子缺伍錦標賽只能人類參加么？

2、A little man with gray mustache cut off her hair with shears and dropped it on the ground.

128G 內(nèi)存 是啥概念？

你發(fā)這個問題有點早了，09年剛出Win Vista 64位的操作系統(tǒng)可以支持128G的內(nèi)存~但是那個時候估計中國市場上還衫仔鏈沒戚畢有賣的~現(xiàn)在或?qū)O我也在找 ~

聽我說 我否認一下回答的所茄裂拍有同志

內(nèi)存有1TB的 真的 我不知道走鴿的內(nèi)存大小 但是我知道有內(nèi)存1TB的顫羨電腦源蘆

這樣的電腦一般是用來模擬進程的

類似于氣候 洋流 和 國土安全

誠心回答

128G內(nèi)存的服務器很正常的，不用大驚小怪的

pc server跑些大計算量的數(shù)據(jù)庫

如果是象mysql和db2的集群內(nèi)存歲老衫數(shù)據(jù)庫

128G似乎就含擾小了點

在小型機以上乎腔級別的，128G才入個門而已

首次聽說啊

這么大的內(nèi)存恐怕不是3D渲染

128G的內(nèi)存就完全清腔不需要硬盤了

內(nèi)存的空間足夠系統(tǒng)了

我行談想你說的科學運算的可能性檔正碰大一些

有機會讓兄弟也看看。張張見識啊

現(xiàn)在都2TB硬盤了啊 內(nèi)存當然要上100G啦

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 集群的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 集群,高效穩(wěn)定的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫集群方案,Redis和Memcache的區(qū)別總結,128G 內(nèi)存 是啥概念？的信息別忘了在本站進行查找喔。

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