選Redis還是MemCache,源碼怎么說?
memcache和redis是互聯網分層架構中,最常用的KV緩存。不少同學在選型的時候會糾結,到底是選擇memcache還是redis。
畫外音:不鼓勵粗暴的實踐,例如“memcache提供的功能是redis提供的功能的子集,不用想太多,選redis準沒錯”。
雖然redis比memcache更晚出來,且功能確實也更豐富,但對于一個技術人,了解“所以然”恐怕比“選擇誰”更重要一些。
什么時候傾向于選擇redis?
業務需求決定技術選型,當業務有這樣一些特點的時候,選擇redis會更加適合。
其一:需要支持復雜的數據結構。
value是哈希,列表,集合,有序集合這類復雜的數據結構時,會選擇redis,因為mc無法滿足這些需求。
最典型的場景,用戶訂單列表,用戶消息,帖子評論列表等。
其二:需要持久化。
mc無法滿足持久化的需求,只得選擇redis。
但是,這里要提醒的是,真的使用對了redis的持久化功能么?
千萬不要把redis當作數據庫用:
- redis的定期快照不能保證數據不丟失;
- redis的AOF會降低效率,并且不能支持太大的數據量;
不要期望redis做固化存儲會比mysql做得好,不同的工具做各自擅長的事情,把redis當作數據庫用,這樣的設計八成是錯誤的。
緩存場景,開啟固化功能,有什么利弊?
如果只是緩存場景,數據存放在數據庫,緩存在redis,此時如果開啟固化功能:
優點是,redis掛了再重啟,內存里能夠快速恢復熱數據,不會瞬時將壓力壓到數據庫上,沒有一個cache預熱的過程。
缺點是,在redis掛了的過程中,如果數據庫中有數據的修改,可能導致redis重啟后,數據庫與redis的數據不一致。
因此,只讀場景,或者允許一些不一致的業務場景,可以嘗試開啟redis的固化功能。
其三:需要天然高可用。
redis天然支持集群功能,可以實現主動復制,讀寫分離。
redis官方也提供了sentinel集群管理工具,能夠實現主從服務監控,故障自動轉移,這一切,對于客戶端都是透明的,無需程序改動,也無需人工介入。
而memcache,要想要實現高可用,需要進行二次開發,例如客戶端的雙讀雙寫,或者服務端的集群同步。
但是,這里要提醒的是,大部分業務場景,緩存真的需要高可用么?
- 緩存場景,很多時候,是允許cache miss;
- 緩存掛了,很多時候可以通過DB讀取數據;
所以,需要認真剖析業務場景,高可用,是否真的是對緩存的主要需求?畫外音:即時通訊業務中,用戶的在線狀態,就有高可用需求。
其四:存儲的內容比較大。
memcache的value存儲,最大為1M,如果存儲的value很大,只能使用redis。
什么時候傾向于memcache?
純KV,數據量非常大,并發量非常大的業務,使用memcache或許更適合。
這要從mc與redis的底層實現機制差異說起。
其一:內存分配機制有差異。
memcache使用預分配內存池的方式管理內存,能夠省去內存分配時間。
redis則是臨時申請空間,可能導致碎片。
從這一點上,mc會更快一些。
其二:虛擬內存使用有差異。
memcache把所有的數據存儲在物理內存里。
redis有自己的VM機制,理論上能夠存儲比物理內存更多的數據,當數據超量時,會引發swap,把冷數據刷到磁盤上。
從這一點上,數據量大時,mc會更快一些。
其三:網絡模型有差異。
memcache使用非阻塞IO復用模型,redis也是使用非阻塞IO復用模型。
但由于redis還提供一些非KV存儲之外的排序,聚合功能,在執行這些功能時,復雜的CPU計算,會阻塞整個IO調度。
從這一點上,由于redis提供的功能較多,mc會更快一些。
其四:線程模型有差異。
memcache使用多線程,主線程監聽,worker子線程接受請求,執行讀寫,這個過程中,可能存在鎖沖突。
redis使用單線程,雖無鎖沖突,但難以利用多核的特性提升整體吞吐量。
從這一點上,mc會快一些。
最后說兩點
其一:代碼可讀性,代碼質量,redis完勝。
看過mc和redis的代碼,從可讀性上說,redis是我見過代碼最清爽的軟件,甚至沒有之一,或許簡單是redis設計的初衷,編譯redis甚至不需要configure,不需要依賴第三方庫,一個make就搞定了。
而memcache,可能是考慮了太多的擴展性,多系統的兼容性,代碼不清爽,看起來費勁。
例如網絡IO的部分,redis源碼1-2個文件就搞定了,mc使用了libevent,一個fd傳過來傳過去,又pipe又線程傳遞的,特別容易把人繞暈。
畫外音:理論上,mc只支持kv,而redis支持了這么多功能,mc性能應該高非常多非常多,但實際并非如此,真的可能和代碼質量有關。
其二:水平擴展,都需要應用自己解決。
不管是mc和redis,服務端集群沒有天然支持水平擴展,需要在客戶端進行分片,這其實對調用方并不友好。如果能服務端集群能夠支持水平擴展,會更完美一些。
說了很多,希望大家對redis和memcache有了新的認識,哪怕是一點點。
【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創稿件,轉載請聯系原作者】