前言： 目前比較流行的緩存技術無疑是Memcached和Redis，兩套緩存技術有著諸多的相似之處，但又具備大量的顯著差異，作為新生的方案，Redis被視為首選，但是有些場景Memcached發揮的作用是不容忽視的。 相似點： 1. Memcached和Redis都屬於In-Memory、Key-V ...
前言：
目前比較流行的緩存技術無疑是Memcached和Redis，兩套緩存技術有著諸多的相似之處，但又具備大量的顯著差異，作為新生的方案，Redis被視為首選，但是有些場景Memcached發揮的作用是不容忽視的。
相似點：
1. Memcached和Redis都屬於In-Memory、Key-Value數據存儲方案，同屬於NoSQL家族，都選擇將全部數據存儲在記憶體中。
2. 都是成熟的開源項目，Memcached由Brad Fitzpatrick 2003年開發而成，Redis則由Salvatore Sanfilippo於2009創建。
3. 簡單易用，只需幾分鐘就可以完成安裝工作。
不同之處：
1. Redis支持伺服器端的數據操作： Redis相對Memcached擁有更多的數據結構，支持豐富的數據操作。
2. 記憶體使用率：Memcached簡單的key-value存儲，記憶體利用率更高，而如果Redis採用hash結構來做Key-value存儲，由於組合式的壓縮，記憶體利用率更高。
3.性能對比：Redis單核，Memcached可以使用多核，所以平均每一個核上Redis在存儲小數據時比Memcached性能更高。而在100k以上的數據中，Memcached性能要高於Redis，雖然Redis最近也在存儲大數據的性能上進行優化，但是比起Memcached，還有些差距。
結合以上特性下麵從兩者的事件模型，記憶體管理，數據類型、集群管理、持久化詳細講解一下
一、事件模型
相同之處：都是用epol來做事件迴圈
不同之處：redis是單線程伺服器（這裡的單線程是指除了主線程以外其他線程沒有event loop），redis事件模型只有一個event loop，是最簡單的reactor的實現。redis事件模型中有一個亮點，redis裡面的fd（詳細請百度）就是伺服器與客戶端連接socket的fd，通常根據fd找到具體的客戶端信息，通常的處理方式就是用紅黑樹將fd與客戶端信息保存起來，通過fd查找，效率是lgn，不過redis比較特殊，redis客戶端的數量上限可以設置，即同一時刻知道redis打開的fd的上限，且進程的fd在同一時刻是不會重覆的，所以redis使用一個數據，將fd作為數組的下標，數組的元素就是客戶端的信息，這樣通過fd就能訂位客戶端信息，查找效率是O(1),省去了紅黑樹的實現。
Memcached是多線程的，使用Master-Worker的方式，其中主線程負責接收連接，然後將連接分給各個worker線程，在各個worker線程中完成命令的接收，處理和返回結果。
二、記憶體管理
1. Memcached使用預先分配，預先分配一大塊記憶體，然後接下來就從記憶體池中分配，這樣可以減少記憶體的分配次數，提高效率。Memcached的採用Slab Allocation，記憶體的結構決定了Value值的大小最大隻能為1MB。
Slab Allocation的原理：將分配的記憶體分割成各種尺寸的塊（chunk），並把尺寸相同的塊分成組，每一組被稱為slab。Memcached的記憶體分配以Page為單位，Page預設值為1M，可以在啟動時通過-I參數來指定。Slab是由多個Page組成的，Page按照指定大小切割成多個chunk。memcached在啟動時通過-f選項可以指定 Growth Factor因數。該值控制slab之間的差異，chunk大小的差異。預設值為1.25。其結構圖如下：
優缺點：Slab Allocation可以有效的解決記憶體碎片的問題，但是也會造成記憶體的浪費
1.每個slab的chunk大小是固定的，當item的占用空間實際小於chunk大小時，會出現記憶體浪費
2.每個slab的大小是固定的(因為page是固定的），當slab不能被他所擁有的chunk整除時，會出現記憶體浪費
3.按照Growth Factor因數生成指定大小的slab，而某slab id根本未被使用時，會出現記憶體浪費
2. Redis使用動態分配，由於C語言沒有自帶的GC，所以Redis的實現中封裝了C的malloc，calloc，realloc和free函數來對自己的記憶體進行管理，這些實現都在zmalloc.h和zmalloc.c中。在Redis中，並不是所有的數據一直存儲在記憶體中。當物理記憶體用完時，Redis可以將一些很久沒用的Value交換到磁碟。Redis只會緩存所有的key，當Redis發現記憶體的使用量超過了一個閥值，將觸發Swap操作，Redis根據“swappability = age*log(size_in_memory)”計算出哪些key對應的value需要swap到磁碟。然後再將這些key對應的value持久化到磁碟中，同時在記憶體中清除。這種特性使得Redis可以保持超過其機器本身記憶體大小的數據。當然，機器本身的記憶體必須要能夠保持所有的key，畢竟這些數據是不會進行swap操作的。同時由於Redis將記憶體中的數據swap到磁碟中的時候，提供服務的主線程和進行swap操作的子線程會共用這部分記憶體，所以如果更新需要swap的數據，Redis將阻塞這個操作，直到子線程完成swap操作後才可以進行修改。當從Redis中讀取數據的時候，如果讀取的key對應的value不在記憶體中，那麼Redis就需要從swap文件中載入相應數據，然後再返回給請求方。 這裡就存在一個I/O線程池的問題。在預設的情況下，Redis會出現阻塞，即完成所有的swap文件載入後才會相應。這種策略在客戶端的數量較小，進行批量操作的時候比較合適。但是如果將Redis應用在一個大型的網站應用程式中，這顯然是無法滿足大併發的情況的。所以Redis運行我們設置I/O線程池的大小，對需要從swap文件中載入相應數據的讀取請求進行併發操作，減少阻塞的時間。
三、數據類型
Memcached僅支持簡單的key-value結構的數據，Redis支持的數據類型要豐富得多。常用的由五種：String、Hash、List、Set和Sorted Set。Redis內部使用一個redisObject對象來表示所有的key和value。
四：集群管理
Memcached本身並不支持分散式，只能在客戶端通過一致性hash這樣的分散式演算法來實現Memcached的分散式存儲。 Redis更偏向服務端構建分散式存儲，Redis Cluster是一個實現了分散式且允許單點故障的Redis高級版本，去中心化，具有線性可伸縮的功能。節點與節點之間通過二進位協議進行通信，節點與客戶端之間通過ascii協議進行通信。在數據的放置策略上，Redis Cluster將整個key的數值域分成4096個哈希槽，每個節點上可以存儲一個或多個哈希槽，也就是說當前Redis Cluster支持的最大節點數就是4096。Redis Cluster使用的分散式演算法也很簡單：crc16( key ) % HASH_SLOTS_NUMBER。
五：數據持久化
Memcached不支持數據持久化。Redis支持兩種數據持久化RDB快照和AOF日誌。
Redis Cluster引入了master-slave模式，每一個master都對應兩個slave節點。
整體上說，兩者的性能都很好，不必為哪個性能更高而糾結。不過，redis提供的持久化和數據同步機制，這些都是memcached沒有的，所以如果你想要持久化，就只能用redis了。另外，memcached足以應付簡單的鍵值存儲，不過你要是想用更高級的數據結構，比如hash，list，set，zset之類的，redis提供了這些類型，用著更方便。
