memcache、redis、mongodb對比

NoSQL介紹：Not Only Sql

• 一、存儲方式： 關係型數據庫是表格形式的，存儲在表的行和列中。他們之間很容易關聯協助存儲，提取數據很方便。 Nosql大塊的組合在一塊，存儲在數據集中，就像文檔、鍵值對或者圖結構。 -二、存儲結構： 關係型數據庫對應的是結構化數據，數據表都預先定義告終構（列的定義），結構描述了數據的形式和內容。這一點對數據建模相當重要，雖然預約義結構帶來了可靠性和穩定性，可是修改這些數據比較困難。而Nosql數據庫基於動態結構，使用與非結構化數據。由於Nosql數據庫是動態結構，能夠很容易適應數據類型和結構的變化。

• 三、存儲擴展： 這多是二者之間最大的區別，關係型數據庫是縱向擴展，也就是說想要提升處理能力，要使用速度更快的計算機。由於數據存儲在關係表中，操做的性能瓶頸可能涉及到多個表，須要經過提高計算機性能來克服。雖然有很大的擴展空間，可是最終會達到縱向擴展的上限。而Nosql數據庫是橫向擴展的，它的存儲自然就是分佈式的，能夠經過給資源池添加更多的普通數據庫服務器來分擔負載。

• 四、查詢方式： 關係型數據庫經過結構化查詢語言來操做數據庫（就是咱們一般說的SQL）。SQL支持數據庫CURD操做的功能很是強大，是業界的標準用法。而Nosql查詢以塊爲單元操做數據，使用的是非結構化查詢語言（UnQl），它是沒有標準的。關係型數據庫表中主鍵的概念對應Nosql中存儲文檔的ID。關係型數據庫使用預約義優化方式（好比索引）來加快查詢操做，而Nosql更簡單更精確的數據訪問模式。

• 五、事務： 關係型數據庫遵循ACID規則（原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)），而Nosql數據庫遵循BASE原則（基本可用（Basically Availble）、軟/柔性事務（Soft-state ）、最終一致性（Eventual Consistency））。因爲關係型數據庫的數據強一致性，因此對事務的支持很好。關係型數據庫支持對事務原子性細粒度控制，而且易於回滾事務。而Nosql數據庫是在CAP（一致性、可用性、分區容忍度）中任選兩項，由於基於節點的分佈式系統中，很難所有知足，因此對事務的支持不是很好，雖然也可使用事務，可是並非Nosql的閃光點。

• 五、性能： 關係型數據庫爲了維護數據的一致性付出了巨大的代價，讀寫性能比較差。在面對高併發讀寫性能很是差，面對海量數據的時候效率很是低。而Nosql存儲的格式都是key-value類型的，而且存儲在內存中，很是容易存儲，並且對於數據的 一致性是 弱要求。Nosql無需sql的解析，提升了讀寫性能。 六、受權方式： 關係型數據庫一般有SQL Server，Mysql，Oracle。主流的Nosql數據庫有redis，memcache，MongoDb。大多數的關係型數據庫都是付費的而且價格昂貴，成本較大，而Nosql數據庫一般都是開源的。

Redis，Memcache，MongoDb的特色與區別 Redis

• 優勢： 一、 支持多種數據結構，如 string（字符串）、 list(雙向鏈表)、dict(hash表)、set(集合）、zset(排序set)、hyperloglog（基數估算） 二、 支持持久化操做，能夠進行aof及rdb數據持久化到磁盤，從而進行數據備份或數據恢復等操做，較好的防止數據丟失的手段。 三、 支持經過Replication進行數據複製，經過master-slave機制，能夠實時進行數據的同步複製，支持多級複製和增量複製，master-slave機制是Redis進行HA（高可用性羣集）的重要手段。 四、 單線程請求，全部命令串行執行，併發狀況下不須要考慮數據一致性問題。 五、 支持pub/sub消息訂閱機制，能夠用來進行消息訂閱與通知。 六、 支持簡單的事務需求，但業界使用場景不多，並不成熟。

• 缺點：

1. Redis只能使用單線程，性能受限於CPU性能，故單實例CPU最高才可能達到5-6wQPS每秒（取決於數據結構，數據大小以及服務器硬件性能，平常環境中QPS高峯大約在1-2w左右）。
2. 支持簡單的事務需求，但業界使用場景不多，並不成熟，既是優勢也是缺點。
3. Redis在string類型上會消耗較多內存，可使用dict（hash表）壓縮存儲以下降內存耗用。

Memcache

• 優勢：

1. Memcached能夠利用多核優點，單實例吞吐量極高，能夠達到幾十萬QPS（取決於key、value的字節大小以及服務器硬件性能，平常環境中QPS高峯大約在4-6w左右）。適用於最大程度扛量。

• 缺點：

1. 只支持簡單的key/value數據結構，不像Redis能夠支持豐富的數據類型。
2. 沒法進行持久化，數據不能備份，只能用於緩存使用，且重啓後數據所有丟失。
3. 沒法進行數據同步，不能將MC中的數據遷移到其餘MC實例中。
4. Memcached內存分配採用Slab Allocation機制管理內存，value大小分佈差別較大時會形成內存利用率下降，並引起低利用率時依然出現踢出等問題。須要用戶注重value設計。

MongoDB

• 優勢： 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，當數據表太大的時候能夠很容易的分割表。
3. 高可用性，設置M-S不只方便並且很快，MongoDB還能夠快速、安全及自動化的實現節點（數據中心）故障轉移。
4. 快速的查詢，MongoDB支持二維空間索引，好比管道，所以能夠快速及精確的從指定位置獲取數據。MongoDB在啓動後會將數據庫中的數據以文件映射的方式加載到內存中。若是內存資源至關豐富的話，這將極大地提升數據庫的查詢速度。
5. 非結構化數據的爆發增加，增長列在有些狀況下可能鎖定整個數據庫，或者增長負載從而致使性能降低，因爲MongoDB的弱數據結構模式，添加1個新字段不會對舊錶格有任何影響，整個過程會很是快速。

• 缺點：

1. 不支持事務。
2. MongoDB佔用空間過大 。
3. MongoDB沒有成熟的維護工具。

Redis、Memcache和MongoDB的區別

• 1. 性能 三者的性能都比較高，總的來說：Memcache和Redis差很少，要高於MongoDB。
• 2. 便利性 memcache數據結構單一。 redis豐富一些，數據操做方面，redis更好一些，較少的網絡IO次數。 mongodb支持豐富的數據表達，索引，最相似關係型數據庫，支持的查詢語言很是豐富。
• 3. 存儲空間 redis在2.0版本後增長了本身的VM特性，突破物理內存的限制；能夠對key value設置過時時間（相似memcache）。 memcache能夠修改最大可用內存,採用LRU算法。 mongoDB適合大數據量的存儲，依賴操做系統VM作內存管理，吃內存也比較厲害，服務不要和別的服務在一塊兒。
• 4. 可用性 redis，依賴客戶端來實現分佈式讀寫；主從複製時，每次從節點從新鏈接主節點都要依賴整個快照,無增量複製，因性能和效率問題，因此單點問題比較複雜；不支持自動sharding,須要依賴程序設定一致hash 機制。一種替代方案是，不用redis自己的複製機制，採用本身作主動複製（多份存儲），或者改爲增量複製的方式（須要本身實現），一致性問題和性能的權衡。 Memcache自己沒有數據冗餘機制，也不必；對於故障預防，採用依賴成熟的hash或者環狀的算法，解決單點故障引發的抖動問題。 mongoDB支持master-slave,replicaset（內部採用paxos選舉算法，自動故障恢復）,auto sharding機制，對客戶端屏蔽了故障轉移和切分機制。
• 5. 可靠性 redis支持（快照、AOF）：依賴快照進行持久化，aof加強了可靠性的同時，對性能有所影響。 memcache不支持，一般用在作緩存,提高性能。 MongoDB從1.8版本開始採用binlog方式支持持久化的可靠性。
• 6. 一致性 Memcache 在併發場景下，用cas保證一致性。 redis事務支持比較弱，只能保證事務中的每一個操做連續執行。 mongoDB不支持事務。
• 7. 數據分析 mongoDB內置了數據分析的功能(mapreduce),其餘二者不支持。
• 8. 應用場景 redis：數據量較小的更性能操做和運算上。 memcache：用於在動態系統中減小數據庫負載，提高性能;作緩存，提升性能（適合讀多寫少，對於數據量比較大，能夠採用sharding）。 MongoDB:主要解決海量數據的訪問效率問題。