Redis vs Memcached: 選哪一個？

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如果你正在考慮 server-side cache 解決方案，可能聽說過 Redis 或 Memcached。

Memcached 和 Redis 有什麼不同？

Memcached 和 Redis 都將資料儲存在記憶體中以提高應用程式速度，但它們滿足不同的需求。

Memcached 提供了基本的 key-value 形式儲存，並且提供了多線程 (multi-threaded) 來處理緩存數據。
Redis 支援更多的數據類型和功能，像是 backup、replication、encryption、multi-database、Pub/Sub 以上功能。
每單位儲存大小 Redis 最大可以儲存 512 MB，則 Memcached 最大儲存只有 1 MB，如果應用需要儲存超過 1 MB 的數據，Redis 會是更好的選擇。

資料並非全都存儲在內存中。當內存使用超過上限時，Redis 會將不常用的值存到硬碟。Redis使用 malloc/free進行內存管理，儘管簡單易用，但可能導致內存碎片。為了提高性能，Redis 還可以配置I/O線程以並行處理讀寫請求。

Redis單線程是指獲取 (socket 讀)、解析、執行、內容返回 (socket 寫) 等都由一個順序串行的主線程處理，這個主線程就是我們說的單線程。

雖然 Redis 被稱為單線程，因為核心邏輯確實是由一個線程處理的，但實際上 Redis 可以在同一個 Process 下使用多個 I/O 多線程來處理網絡數據的讀寫和協議解析，從而減輕主線程的負擔，提高並發性能。

使用 Slab Allocation 機制進行內存管理，將內存劃分為不同大小的 chunk，並將相同大小的 chunk 分組到 Slab Class 中，從而減少內存碎片， Slab Allocation 處理大部分內存請求，而其他少量內存請求則使用 malloc/free。

每個 Slab Class 中的 chunk 大小可以通過設置 Growth Factor 來控制，假設圖中的 Growth Factor 為1.25。如果第一組中的 chunk 大小為 88 位元組，則第二組中的 chunk 大小將為 112 位元組。其餘塊遵循相同的規則。

Slab Class

其最大的缺陷是可能造成空間浪費。由於系統會為每個 chunk 分配特定長度的記憶體空間，因此較長的資料可能無法充分利用該空間。如圖所示，當我們將 100 位元組的資料快取到 128 位元組的 chunk 中時，未使用的 28 位元組就被浪費了。

Chunk

Redis 資料持久化主要有兩種不同的方式：

RDB snapshot：這是一個在特定時間點對整個數據集的快照，存儲在磁碟上的一個文件中，並在指定的間隔時間執行。這樣，在啟動時可以恢復數據集。
AOF log：這是一個僅追加文件（Append Only File）日誌，記錄了 Redis 服務器上執行的所有寫入命令。這個文件也存儲在磁碟上，因此通過按順序重新執行所有命令，可以在啟動時恢復數據集。

這些文件由子進程處理，這是決定使用哪種持久化方式的一個關鍵因素。

如果 Redis 中存儲的數據集過大，RDB 文件的生成將需要一些時間，這會影響響應時間。然而，與 AOF 日誌相比，它在啟動時的加載速度更快。

如果完全無法接受數據丟失，AOF 日誌會更好，因為它可以在每次命令後更新。由於它是僅追加文件，因此不會有數據損壞問題。然而，它的大小可能比 Snapshot 大得多。

相比之下，Memcached 不支持持久化。這代表，當服務器重新啟動時，所有存儲在 Memcached 中的數據都會遺失。這使得 Memcached 更適合用於簡單且高速的緩存，而不是用作數據存儲。

如果你需要一個簡單高效的緩存解決方案，Memcached 可能是更好的選擇。如果你需要更多功能和更高的數據持久性，Redis 將是更好的選擇。了解兩者的特點和應用場景，可以幫助你在合適的場景中發揮它們的最大效能。