Redis、SSDB、Memcache和MongoDB的区别

清疚 2022-06-08 05:25 251阅读 0赞

## 一.Memcached ##

### 1.1Memcached的优点： ###

Memcached可以利用多核优势，单实例吞吐量极高，可以达到几十万QPS（取决于key、value的字节大小以及服务器硬件性能，日常环境中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。

### 1.2Memcached的局限性： ###

只支持简单的key/value数据结构，不像Redis可以支持丰富的数据类型。   
无法进行持久化，数据不能备份，只能用于缓存使用，且重启后数据全部丢失。   
无法进行数据同步，不能将MC中的数据迁移到其他MC实例中。   
Memcached内存分配采用Slab Allocation机制管理内存，value大小分布差异较大时会造成内存利用率降低，并引发低利用率时依然出现踢出等问题。需要用户注重value设计。

## 二.Redis ##

### Redis的优点： ###

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）   
支持持久化操作，可以进行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作，较好的防止数据丢失的手段。   
支持通过Replication进行数据复制，通过master-slave机制，可以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，所有命令串行执行，并发情况下不需要考虑数据一致性问题。   
支持pub/sub消息订阅机制，可以用来进行消息订阅与通知。   
支持简单的事务需求，但业界使用场景很少，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，日常环境中QPS高峰大约在1-2w左右）。   
支持简单的事务需求，但业界使用场景很少，并不成熟，既是优点也是缺点。   
Redis在string类型上会消耗较多内存，可以使用dict（hash表）压缩存储以降低内存耗用。

Mc和Redis都是Key-Value类型，不适合在不同数据集之间建立关系，也不适合进行查询搜索。比如redis的keys pattern这种匹配操作，对redis的性能是灾难。

## 三.mongoDB ##

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

这些数据具备自述性（self-describing），呈现分层的树状数据结构。redis可以用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，比如评论系统。

### 1.mongodb持久化原理 ###

mongodb与mysql不同，mysql的每一次更新操作都会直接写入硬盘，但是mongo不会，做为内存型数据库，数据操作会先写入内存，然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），用于在一定时间周期内来从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，当然因为它不是在用户添加记录时就写到磁盘上，所以按mongodb开发者说，它不会造成性能上的损耗，因为看过代码发现，当进行CUD操作时，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，如果该值更低的话，可能会造成频繁磁盘操作，过高又会造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？在哪些情况下使用和不使用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；随时应对动态增加的数据项时可以优先考虑使用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同。

### 4.MongoDB的特点是什么？ ###

（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？如果支持的话，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为何使用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可以将大文件分隔成多个小文档存放，这样我们能够有效的保存大文档，而且解决了BSON对象有限制的问题。

### 7.为什么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？ ###

更新操作会立即发生在旧的块（Chunk）上，然后更改才会在所有权转移前复制到新的分片上。

### 9.MongoDB在A:\{B,C\}上建立索引，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.如果一个分片（Shard）停止或很慢的时候，发起一个查询会怎样？ ###

如果一个分片停止了，除非查询设置了“Partial”选项，否则查询会返回一个错误。如果一个分片响应很慢，MongoDB会等待它的响应。

## 四.SSDB ##

> 一个高性能的支持丰富数据结构的 NoSQL 数据库, 用于替代 Redis.(源自官方)

### 特性(源自官方) ###

替代 Redis 数据库, Redis 的 100 倍容量   
LevelDB 网络支持, 使用 C/C++ 开发   
Redis API 兼容, 支持 Redis 客户端   
适合存储集合数据, 如 list, hash, zset…   
客户端 API 支持的语言包括: C++, PHP, Python, Java, Go   
持久化的队列服务   
主从复制, 负载均衡

> 知乎：[https://www.zhihu.com/question/40733101][https_www.zhihu.com_question_40733101]   
> ssdb主要是可以把存储不下的持久化到硬盘，解决Redis容量有限问题，如果你在生产系统中，内存不够，是要人命的

## 五.Redis、Memcache和MongoDB的区别 ##

从以下几个维度，对redis、memcache、mongoDB 做了对比，

### 1、性能 ###

都比较高，性能对我们来说应该都不是瓶颈

总体来讲，TPS方面redis和memcache差不多，要大于mongodb

### 2、操作的便利性 ###

memcache数据结构单一

redis丰富一些，数据操作方面，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，最类似关系型数据库，支持的查询语言非常丰富

### 3、内存空间的大小和数据量的大小 ###

redis在2.0版本后增加了自己的VM特性，突破物理内存的限制；可以对key value设置过期时间（类似memcache）

memcache可以修改最大可用内存,采用LRU算法

mongoDB适合大数据量的存储，依赖操作系统VM做内存管理，吃内存也比较厉害，服务不要和别的服务在一起

### 4、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，每次从节点重新连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，

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

一种替代方案是，不用redis本身的复制机制，采用自己做主动复制（多份存储），或者改成增量复制的方式（需要自己实现），一致性问题和性能的权衡

Memcache本身没有数据冗余机制，也没必要；对于故障预防，采用依赖成熟的hash或者环状的算法，解决单点故障引起的抖动问题。

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。

### 5、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增强了可靠性的同时，对性能有所影响

memcache不支持，通常用在做缓存,提升性能；

MongoDB从1.8版本开始采用binlog方式支持持久化的可靠性

### 6、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个操作连续执行

mongoDB不支持事务

### 7、数据分析 ###

mongoDB内置了数据分析的功能(mapreduce),其他不支持

### 8、应用场景 ###

redis：数据量较小的更性能操作和运算上

memcache：用于在动态系统中减少数据库负载，提升性能;做缓存，提高性能（适合读多写少，对于数据量比较大，可以采用sharding）

MongoDB:主要解决海量数据的访问效率问题

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