★ Redis24篇集合

1 背景

互联网产品为了保证高性能和高可用性，经常会使用缓存来进行架构设计。最常用的就是使用Redis了，也有部分企业会选择使用Memcache。
所以了解 Redis 和 Memcache 的区别、共性以及各自应用场景，有助于我们在做技术选型的时候，有合理的判断依据。

2 Redis 和 Memcache 的区别和共同点

Redis和Memcache都是非常流行的内存数据存储系统，但它们在设计和使用上有一些关键的区别。

2.1 区别

2.1.1 数据结构

Redis支持更丰富的数据类型（即更复杂的应用场景），包括字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等，使得它不仅仅是一个简单的键值对存储系统。而Memcache只支持简单的键值对存储，不支持复杂的数据结构。

2.1.2 存储方式

Redis将数据存储在内存中，但也可以将数据持久化到磁盘中，从而保证了数据的可靠性和持久性。而Memcache只将数据存储在内存中，当服务器重启或发生故障时，数据可能会丢失。

2.1.3 灾难故障恢复机制

因为可以把缓存中的数据持久化到磁盘上，所以Redis可以对大部分数据进行恢复，比如

• RDB内存快照：指的是 Redis 内存中的数据在某一刻的状态。就好比如是拍照一样，你把那一刻的数据都定格下来，持久化到磁盘上。打游戏的同学可以想象为游戏存盘。 快照文件我们称之为 RDB 文件，即 Redis DataBase 的缩写。
• AOF缓存日志：指的是使用日志存储 Redis 服务器的顺序指令序列，AOF 日志记录对内存进行修改的指令记录。

但是需要提醒的是，我们可不建议redis当作数据库用，因为：

• Redis的定期快照RDB依旧有数据丢失的可能性
• AOF损耗性能，降低效率，且数据量不能太大

就像Redis官方建议的那样，专业的事情还是交给就专业的，比如持久就是用MySQL、Redis。

2.1.4 性能

Redis的性能通常优于Memcache，因为它支持多种数据结构和高级功能，同时还可以通过多种持久化方式在数据量较大时提高性能。

1. 高效率的存储类型

在 Redis 缓存中，常用的主要数据类型有五种，如下：

• 字符串/REDIS_STRING：适用于 缓存、计数、共享Session、IP统计、分布式锁等。
• 列表/REDIS_LIST： 链表、消息队列、栈、有序的对象列表（如朋友圈的点赞顺序列表、评论顺序列表）。
• 哈希表/REDIS_HASH： 购物车信息、用户信息、Hash类型的(key, field, value)存储对象等。
• 集合/REDIS_SET：无序的唯一的键值结构： 好友、关注、粉丝、感兴趣的人集合等。
• 有序集合/REDIS_ZSET：访问排行榜、点赞排行、粉丝数排行等。
  上面这5种Redis 支持的数据类型，能够满足不同业务场景下的数据结构需求。而对于这几类数据类型的区分和支持，目的无非也是为了效率，具体的业务中使用恰当的数据结构才能保证得到应有的效率。

2. 单线程和 I/O 多路复用模型，有如下优势
   • 单线程模式，内核持续监听 socket 上的连接及数据请求，一监听就交予Redis线程处理，达到单个线程处理多个I/O 流的效果。
   • epoll 提供了基于事件的回调机制。不同事件调用对应的事件处理器。Redis可以持续性的高效处理事件，性能同步提升。
   • Redis 不阻塞任一客户端发起的请求，所以可以同时和多个客户端连接并处理请求，提升并发执行的能力。

更多内容请参考笔者这篇：Redis系列1：深刻理解高性能Redis的本质

2.1.5 高可用集群模式

Memcache 没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据；但是 Redis 目前是原生支持 主从、Sentinel(哨兵）、Cluster（集群） 模式的。

参考笔者这篇 Redis系列5：深入分析Cluster 集群模式

2.1.6 线程模型对比

Memcache 是多线程，非阻塞 IO 复用的网络模型；Redis 使用单线程的多路 IO 复用模型，在Redis 6.0 的时候针对网络数据的读写引入了多线程模型。

更多内容参考笔者这篇： 追求性能极致：Redis6.0的多线程模型

2.1.7 扩展性对比

Redis和Memcache都具有良好的可扩展性，可以通过添加更多的节点来扩展集群。然而，Redis的扩展性更好，因为它支持多种数据结构和高级功能（发布订阅模型、Lua 脚本、事务等），
可以更好地适应不同的应用场景，支持更多的编程语言。并且支持可拔插的Redis Module，咱们上一篇有介绍到。
更多内容参考笔者这几篇：
Redis系列12：Redis 的事务机制
Redis系列：使用 Redis Module 扩展功能

2.1.8 过期删除策略

Redis 支持惰性删除和定期删除，如下图定期删除：
默认每 1 秒运行 10 次，也就是每 100 ms 执行一次，每次随机抽取一些设置了过期时间的 key（这边注意不是检查所有设置过期时间的key，而是随机抽取部分），检查是否过期，如果发现过期了就直接删除。

更多内容参考笔者这篇：Redis系列18：过期数据的删除策略

2.2 共同点

• 两者都是内存数据存储系统，将数据存储在内存中，从而提供快速的读取和写入速度。所以都用做高速缓存使用。性能都很优秀。
• 都有过期策略，都具备惰性删除能力。
• 两者都可以通过集群扩展来提高可扩展性和可靠性。

3 技术选型讨论

从上面的那些梳理可以看出，Redis的性能、功能丰富程度、能力扩展性都有一些优势。但我们还是需要从业务特征来进行选型参考。
比如 ，以下场景中，我们更趋向选择Redis：

3.1 更复杂数据结构

如果需要存储复杂的数据，建议使用Redis，因为它支持哈希（HASH），列表（LIST），集合（SET），有序集合（ZSET）这类复杂的数据结构Memcache是无法满足的。
典型场景如下：计数、分布式锁、消息队列、购物车信息、分析、专注、点赞等

3.2 持久化需求

如果你的缓存数据比较重要，需要有持久化兜底，避免故障时完全覆灭。
那你只能选择Redis，因为Memcache无法满足持久化的需求。
Redis的数据持久化包含：

• RDB内存快照：把某一刻的数据都定格下来，持久化到磁盘上。
• AOF缓存日志：缓存修改指令记录，可以通过指令对数据进行恢复。

3.3 高可用需求

如果有更高的稳定性需求，建议使用Redis，Redis支持主从、哨兵、集群三种高可用模式。特别是Cluster模式：

• 数据复制
• 故障检测
• 主从故障转移
• 读写分离

集群模式的故障转移等能力对业务是透明的，保障业务服务的稳定需求。

3.4 大Key存储需求

Memcache 的value存储，最大为1M。但在实际业务场景中，经常会遇到存储Value很大的对象，我们称之为大Key，这种情况只能使用Redis。

3.5 需要较强的扩展能力

Redis的扩展性更好，因为它支持多种数据结构和高级功能（发布订阅模型、Lua 脚本、事务等），并且支持可拔插的Redis Module。
Redis系列：使用 Redis Module 扩展功能

3.6 Memcache 选型参考

如果你的应用只需要简单的键值对存储，数据量很大，并发量也大。
并且对数据的持久性和可靠性要求不高，那么Memcache可能是更合适的选择，因为它更加轻量级且并发性能也很高。

4 总结

本文做了比较详细的介绍和比较，总的来说Redis基本覆盖Memcache的能力。这也是为什么现在的互联网缓存组件优先选择Redis的原因。