Redis、Memcache与MongoDB的区别

>>Memcached

Memcached的优势：
Memcached能够利用多核优点，单实例吞吐量极高，能够达到几十万QPS（取决于key、value的字节大小以及服务器硬件性能，平常环境中QPS高峰大约在4-6w左右）。适用于最大程度扛量。
支持直接配置为session handle。
Memcached的局限性：
只支持简单的key/value数据结构，不像Redis能够支持丰富的数据类型。
没法进行持久化，数据不能备份，只能用于缓存使用，且重启后数据所有丢失。
没法进行数据同步，不能将MC中的数据迁移到其余MC实例中。
Memcached内存分配采用Slab Allocation机制管理内存，value大小分布差别较大时会形成内存利用率下降，并引起低利用率时依然出现踢出等问题。须要用户注重value设计。

>>Redis

Redis的优势：
支持多种数据结构，如 string（字符串）、 list(双向链表)、dict(hash表)、set(集合）、zset(排序set)、hyperloglog（基数估算）
支持持久化操做，能够进行aof及rdb数据持久化到磁盘，从而进行数据备份或数据恢复等操做，较好的防止数据丢失的手段。
支持经过Replication进行数据复制，经过master-slave机制，能够实时进行数据的同步复制，支持多级复制和增量复制，master-slave机制是Redis进行HA的重要手段。
单线程请求，全部命令串行执行，并发状况下不须要考虑数据一致性问题。
支持pub/sub消息订阅机制，能够用来进行消息订阅与通知。
支持简单的事务需求，但业界使用场景不多，并不成熟。

Redis的局限性：
Redis只能使用单线程，性能受限于CPU性能，故单实例CPU最高才可能达到5-6wQPS每秒（取决于数据结构，数据大小以及服务器硬件性能，平常环境中QPS高峰大约在1-2w左右）。
支持简单的事务需求，但业界使用场景不多，并不成熟，既是优势也是缺点。
Redis在string类型上会消耗较多内存，可使用dict（hash表）压缩存储以下降内存耗用。

Mc和Redis都是Key-Value类型，不适合在不一样数据集之间创建关系，也不适合进行查询搜索。好比redis的keys pattern这种匹配操做，对redis的性能是灾难。

>>mongoDB 

mongoDB 是一种文档性的数据库。先解释一下文档的数据库，便可以存放xml、json、bson类型系那个的数据。

这些数据具有自述性（self-describing），呈现分层的树状数据结构。redis能够用hash存放简单关系型数据。

mongoDB 存放json格式数据。

适合场景：事件记录、内容管理或者博客平台，好比评论系统。

1.mongodb持久化原理

mongodb与mysql不一样，mysql的每一次更新操做都会直接写入硬盘，可是mongo不会，作为内存型数据库，数据操做会先写入内存，而后再会持久化到硬盘中去，那么mongo是如何持久化的呢
mongodb在启动时，专门初始化一个线程不断循环（除非应用crash掉），用于在必定时间周期内来从defer队列中获取要持久化的数据并写入到磁盘的journal(日志)和mongofile(数据)处，固然由于它不是在用户添加记录时就写到磁盘上，因此按mongodb开发者说，它不会形成性能上的损耗，由于看过代码发现，当进行CUD操做时，记录(Record类型)都被放入到defer队列中以供延时批量（groupcommit）提交写入，但相信其中时间周期参数是个要认真考量的参数，系统为90毫秒，若是该值更低的话，可能会形成频繁磁盘操做，太高又会形成系统宕机时数据丢失过。

2.什么是NoSQL数据库？NoSQL和RDBMS有什么区别？在哪些状况下使用和不使用NoSQL数据库？
NoSQL是非关系型数据库，NoSQL = Not Only SQL。
关系型数据库采用的结构化的数据，NoSQL采用的是键值对的方式存储数据。
在处理非结构化/半结构化的大数据时；在水平方向上进行扩展时；随时应对动态增长的数据项时能够优先考虑使用NoSQL数据库。
在考虑数据库的成熟度；支持；分析和商业智能；管理及专业性等问题时，应优先考虑关系型数据库。

3.MySQL和MongoDB之间最基本的区别是什么？
关系型数据库与非关系型数据库的区别，即数据存储结构的不一样。

4.MongoDB的特色是什么？
（1）面向文档（2）高性能（3）高可用（4）易扩展（5）丰富的查询语言

5.MongoDB支持存储过程吗？若是支持的话，怎么用？
MongoDB支持存储过程，它是javascript写的，保存在db.system.js表中。

6.如何理解MongoDB中的GridFS机制，MongoDB为什么使用GridFS来存储文件？
GridFS是一种将大型文件存储在MongoDB中的文件规范。使用GridFS能够将大文件分隔成多个小文档存放，这样咱们可以有效的保存大文档，并且解决了BSON对象有限制的问题。

7.为何MongoDB的数据文件很大？
MongoDB采用的预分配空间的方式来防止文件碎片。

8.当更新一个正在被迁移的块（Chunk）上的文档时会发生什么？
更新操做会当即发生在旧的块（Chunk）上，而后更改才会在全部权转移前复制到新的分片上。

9.MongoDB在A:{B,C}上创建索引，查询A:{B,C}和A:{C,B}都会使用索引吗？
不会，只会在A:{B,C}上使用索引。

10.若是一个分片（Shard）中止或很慢的时候，发起一个查询会怎样？
若是一个分片中止了，除非查询设置了“Partial”选项，不然查询会返回一个错误。若是一个分片响应很慢，MongoDB会等待它的响应。

 

>>Redis、Memcache和MongoDB的区别

从如下几个维度，对redis、memcache、mongoDB 作了对比，

一、性能

都比较高，性能对咱们来讲应该都不是瓶颈

整体来说，TPS方面redis和memcache差很少，要大于mongodb

二、操做的便利性

memcache数据结构单一

redis丰富一些，数据操做方面，redis更好一些，较少的网络IO次数

mongodb支持丰富的数据表达，索引，最相似关系型数据库，支持的查询语言很是丰富

三、内存空间的大小和数据量的大小

redis在2.0版本后增长了本身的VM特性，突破物理内存的限制；能够对key value设置过时时间（相似memcache）

memcache能够修改最大可用内存,采用LRU算法

mongoDB适合大数据量的存储，依赖操做系统VM作内存管理，吃内存也比较厉害，服务不要和别的服务在一块儿

四、可用性（单点问题）

对于单点问题，

redis，依赖客户端来实现分布式读写；主从复制时，每次从节点从新链接主节点都要依赖整个快照,无增量复制，因性能和效率问题，

因此单点问题比较复杂；不支持自动sharding,须要依赖程序设定一致hash 机制。

一种替代方案是，不用redis自己的复制机制，采用本身作主动复制（多份存储），或者改为增量复制的方式（须要本身实现），一致性问题和性能的权衡

Memcache自己没有数据冗余机制，也不必；对于故障预防，采用依赖成熟的hash或者环状的算法，解决单点故障引发的抖动问题。

mongoDB支持master-slave,replicaset（内部采用paxos选举算法，自动故障恢复）,auto sharding机制，对客户端屏蔽了故障转移和切分机制。

五、可靠性（持久化）

对于数据持久化和数据恢复，

redis支持（快照、AOF）：依赖快照进行持久化，aof加强了可靠性的同时，对性能有所影响

memcache不支持，一般用在作缓存,提高性能；

MongoDB从1.8版本开始采用binlog方式支持持久化的可靠性

六、数据一致性（事务支持）

Memcache 在并发场景下，用cas保证一致性

redis事务支持比较弱，只能保证事务中的每一个操做连续执行

mongoDB不支持事务

七、数据分析

mongoDB内置了数据分析的功能(mapreduce),其余不支持

八、应用场景

redis：数据量较小的更性能操做和运算上

memcache：用于在动态系统中减小数据库负载，提高性能;作缓存，提升性能（适合读多写少，对于数据量比较大，能够采用sharding）

MongoDB:主要解决海量数据的访问效率问题

表格比较：
memcache redis

类型 内存数据库 内存数据库
数据类型 在定义 value 时就要固定数据类型 不须要
有字符串，链表，集 合和有序集合
虚拟内存 不支持 支持
过时策略 支持 支持
分布式 magent master-slave，一主一从或一主多从
存储数据安全 不支持 使用 save 存储到 dump.rdb 中
灾难恢复 不支持 append only file(aof)用于数据恢复
性能
一、类型——memcache 和 redis 都是将数据存放在内存，因此是内存数据库。固然，memcache 也可用于缓存其余东西，例如图片等等。
二、 数据类型——Memcache 在添加数据时就要指定数据的字节长度,而 redis 不须要。
三、 虚拟内存——当物理内存用完时，能够将一些好久没用到的 value 交换到磁盘。
四、 过时策略——memcache 在 set 时就指定，例如 set key1 0 0 8,即永不过时。Redis 能够通
过例如 expire 设定，例如 expire name 10。
五、 分布式——设定 memcache 集群，利用 magent 作一主多从;redis 能够作一主多从。均可
以一主一从。
六、 存储数据安全——memcache 断电就断了，数据没了；redis 能够按期 save 到磁盘。
七、 灾难恢复——memcache 同上，redis 丢了后能够经过 aof 恢复。
Memecache 端口 11211
yum -y install memcached
yum -y install php-pecl-memcache
/etc/init.d/memcached start memcached -d -p 11211 -u memcached -m 64 -c 1024 -P /var/run/memcached/memcached.pid
-d 启动一个守护进程
-p 端口
-m 分配的内存是 M
-c 最大运行并发数-P memcache 的 pid
//0 压缩（是否 MEMCACHE_COMPRESSED） 30 秒失效时间
//delete 5 是 timeout <?php
$memcache = new Memcache; $memcache -> connect('127.0.0.1', 11211); $memcache -> set('name','yang',0,30);
if(!$memcache->add('name','susan',0, 30)) {
//echo 'susan is exist'; }$memcache -> replace('name', 'lion', 0, 300); echo $memcache -> get('name');
//$memcache -> delete('name', 5);
printf "stats\r\n" | nc 127.0.0.1 11211
telnet localhost 11211 stats quit 退出
Redis 的配置文件 端口 6379
/etc/redis.conf 启动 Redis
redis-server /etc/redis.conf 插入一个值
redis-cli set test "phper.yang" 获取键值
redis-cli get test 关闭 Redis
redis-cli shutdown 关闭全部
redis-cli -p 6379 shutdown <?php
$redis=new Redis(); $redis->connect('127.0.0.1',6379); $redis->set('test', 'Hello World'); echo $redis->get('test'); Mongodb
apt-get install mongo mongo 能够进入 shell 命令行
pecl install mongo Mongodb 相似 phpmyadmin 操做平台 RockMongo

 

 

 

Redis 是一个非关系型高性能的key-value数据库。在部分场合能够对关系数据库起到很好的补充做用。它提供了Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript，Perl，Object-C，Python，Ruby，Erlang等客户端，使用很方便。

 

redis提供五种数据类型:string，hash，list，set及zset(sorted set)。

 

好了，话很少说，先安装redis吧。我这里提供的版本是64位的3.2.1.00 https://files.cnblogs.com/files/wangjifeng23/Redis-x64-3.2.100.zip ，其他版本可前往官网进行下载 http://download.redis.io/releases/ 。

 

下载好以后，新建文件夹，将文件解压。

解压完以后，开始进行redis安装。

　　1.键入cmd

　　2.指向redis安装路径   f:  --> cd redis

       3.redis安装指令  redis-server redis.windows.conf，出现如下图标即安装成功

 

打开redis客户端工具（redis-cli.exe）

使用set get设置获取值，以下所示即便用成功

 

好了，为了使用方便，咱们能够把redis部署到服务上面自启动，而后使用第三方客户端软件RedisDesktopManager（下载连接: https://pan.baidu.com/s/1DAWFwlZQK0AJphOQEHQaXA 密码: jr5r）进行管理，让开发更加便捷。

如上所示使用cmd键入命令： redis-server --service-install redis.windows.conf

 

打开客户端，建立链接，输入localhost（本机服务），链接前确保redis服务已开启，端口为6379（主服务器）

 

以下图所示证实咱们已经链接成功啦，左边就是我存储的4个键值对数据。

 

 

好了，接下来咱们要在代码里实现对他的存储以及获取。

 使用NuGet安装ServiceStack.Redis，这是微软提供已经封装好的对redis操做类。包含4个dll

 

链接redis服务器，读取以及存储

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;

namespace redis
{
    public partial class Login : System.Web.UI.Page
    {
        protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {

        }

        public static ServiceStack.Redis.RedisClient client = new ServiceStack.Redis.RedisClient("127.0.0.1", 6379);

        public void login(object sender, EventArgs e)
        {
            //读取
            string name = client.Get<string>("name");
            string pwd = client.Get<string>("password");

            //存储
            client.Set<string>("name1", username.Value);
            client.Set<string>("password1", userpwd.Value);
        }
    }
}

总结：

1 、Redis不只仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
2 、Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
3 、Redis支持数据的持久化，能够将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候能够再次加载进行使用。
四、Redis能够实现主从复制，实现故障恢复。
五、Redis的Sharding技术： 很容易将数据分布到多个Redis实例中