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redis框架詳解和其他nosql框架

(1)什麼是redis?

Redis 是一個基於記憶體的高效能key-value資料庫。 (有空再補充,有理解錯誤或不足歡迎指正)

(2)Reids的特點

redis本質上是一個Key-Value型別的記憶體資料庫,很像memcached,整個資料庫統統載入在記憶體當中進行操作,定期通過非同步操作把資料庫資料flush到硬碟上進行儲存。因為是純記憶體操作,Redis的效能非常出色,每秒可以處理超過 10萬次讀寫操作,是已知效能最快的Key-Value DB。

Redis的出色之處不僅僅是效能,Redis最大的魅力是支援儲存多種資料結構,此外單個value的最大限制是1GB,不像 memcached只能儲存1MB的資料,因此Redis可以用來實現很多有用的功能,比方說用他的List來做FIFO雙向連結串列,實現一個輕量級的高性 能訊息佇列服務,用他的Set可以做高效能的tag系統等等。另外Redis也可以對存入的Key-Value設定expire時間,因此也可以被當作一 個功能加強版的memcached來用。

Redis的主要缺點是資料庫容量受到實體記憶體的限制,不能用作海量資料的高效能讀寫,因此Redis適合的場景主要侷限在較小資料量的高效能操作和運算上。

(3)Redis支援的資料型別

Redis通過Key-Value的單值不同型別來區分, 以下是支援的型別:

Strings

Lists

Sets 求交集、並集

Sorted Set

hashes

二、Redis,Memcache,MongoDb的特點

1.Redis

優點:

1.支援多種資料結構,如 string(字串)、 list(雙向連結串列)、dict(hash表)、set(集合)、zset(排序set)、hyperloglog(基數估算)

2.支援持久化操作,可以進行aof及rdb資料持久化到磁碟,從而進行資料備份或資料恢復等操作,較好的防止資料丟失  的手段。

3.支援通過Replication進行資料複製,通過master-slave機制,可以實時進行資料的同步複製,支援多級複製和增量複製,master-slave機制是Redis進行HA的重要手段。

4.單執行緒請求,所有命令序列執行,併發情況下不需要考慮資料一致性問題。

5.支援pub/sub訊息訂閱機制,可以用來進行訊息訂閱與通知。

6.支援簡單的事務需求,但業界使用場景很少,並不成熟。

缺點:

1.Redis只能使用單執行緒,效能受限於CPU效能,故單例項CPU最高才可能達到5-6wQPS每秒(取決於資料結構,資料大小以及伺服器硬體效能,日常環境中QPS高峰大約在1-2w左右)。

2.支援簡單的事務需求,但業界使用場景很少,並不成熟,既是優點也是缺點。

3.Redis在string型別上會消耗較多記憶體,可以使用dict(hash表)壓縮儲存以降低記憶體

耗用。

2.Memcache

優點:

1.Memcached可以利用多核優勢,單例項吞吐量極高,可以達到幾十萬QPS(取決於key、value的位元組大小以及伺服器硬體效能,日常環境中QPS高峰大約在4-6w左右)。適用於最大程度扛量。

2.支援直接配置為session handle。

缺點:

1只支援簡單的key/value資料結構,不像Redis可以支援豐富的資料型別。

2.無法進行持久化,資料不能備份,只能用於快取使用,且重啟後資料全部丟失。

3.無法進行資料同步,不能將MC中的資料遷移到其他MC例項中。

4.Memcached記憶體分配採用Slab Allocation機制管理記憶體,value大小分佈差異較大時會造成記憶體利用率降低,並引發低利用率時依然出現踢出等問題。需要使用者注重value設計。

3.MongoDB

優點:

1.更高的寫負載,MongoDB擁有更高的插入速度。

2.處理很大的規模的單表,當資料表太大的時候可以很容易的分割表。

3.高可用性,設定M-S不僅方便而且很快,MongoDB還可以快速、安全及自動化的實現節點

(資料中心)故障轉移。

4.快速的查詢,MongoDB支援二維空間索引,比如管道,因此可以快速及精確的從指定位置

獲取資料。MongoDB在啟動後會將資料庫中的資料以檔案對映的方式載入到記憶體中。如果內

存資源相當豐富的話,這將極大地提高資料庫的查詢速度。

5.非結構化資料的爆發增長,增加列在有些情況下可能鎖定整個資料庫,或者增加負載從而

導致效能下降,由於MongoDB的弱資料結構模式,新增1個新欄位不會對舊錶格有任何影響,

整個過程會非常快速。

缺點:

1.不支援事務。

2.MongoDB佔用空間過大 。

3.MongoDB沒有成熟的維護工具。

三、Redis、Memcache和MongoDB的區別

1.效能

三者的效能都比較高,總的來講:Memcache和Redis差不多,要高於MongoDB。

2.便利性

memcache資料結構單一。

redis豐富一些,資料操作方面,redis更好一些,較少的網路IO次數。

mongodb支援豐富的資料表達,索引,最類似關係型資料庫,支援的查詢語言非常豐富。

3,儲存空間

redis在2.0版本後增加了自己的VM特性,突破實體記憶體的限制;可以對key value設定過

期時間(類似memcache)。

memcache可以修改最大可用記憶體,採用LRU演算法。

mongoDB適合大資料量的儲存,依賴作業系統VM做記憶體管理,吃記憶體也比較厲害,服務不要

和別的服務在一起。

4.可用性

redis,依賴客戶端來實現分散式讀寫;主從複製時,每次從節點重新連線主節點都要依賴整

個快照,無增量複製,因效能和效率問題,所以單點問題比較複雜;不支援自動sharding,需

要依賴程式設定一致hash 機制。一種替代方案是,不用redis本身的複製機制,採用自己做

主動複製(多份儲存),或者改成增量複製的方式(需要自己實現),一致性問題和效能的權

衡。