Redis

Redis是完全开源免费的，高性能的key-value数据库。

Redis与其他 key-value 缓存产品有以下三个特点：

• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
• Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
• Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Memcache

Memcache是一个传统的内存对象缓存系统，使用非阻塞的网络I/O。

对比

性能

由于Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一个核上Redis在存储小数据时比Memcached性能更高。而在100k以上的数据时，Memcached性能要高于Redis，虽然Redis最近也在存储大数据的性能上进行优化，但是比起Memcached，还是稍有逊色。

数据结构

Redis相比Memcached来说，拥有更多的数据结构并支持更丰富的数据操作，通常在Memcached里，你需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去，序列化再反序列化，这大大增加了网络IO的次数和数据体积。在Redis中，这些复杂的操作通常和一般的GET/SET一样高效。所以，如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作，那么Redis会是不错的选择。

与Memcached仅支持简单的key-value结构的数据记录不同，Redis支持的数据类型要丰富得多。最为常用的数据类型主要由五种：String、Hash、List、Set和Sorted Set。

数据存储及持久化

Redis和Memcached都是将数据存放在内存中，都是内存数据库。不过memcached还可用于缓存其他东西，例如图片、视频等等。memcached把数据全部存在内存之中，断电后会挂掉，数据不能超过内存大小；redis有部分存在硬盘上，这样能保证数据的持久性，支持数据的持久化（RDB、AOF），而Memcached不支持持久化。同时Redis并不是所有的数据都一直存储在内存中的，当物理内存用完时，Redis可以将一些很久没用到的value交换到磁盘，但memcached超过内存比例会抹掉前面的数据。

memcached挂掉后，数据不可恢复；redis数据丢失后可以通过aof恢复，Redis支持数据的备份，即master-slave主从模式的数据备份。

网络IO模型

Memcached是多线程，非阻塞IO复用的网络模型，分为监听主线程和worker子线程，监听线程监听网络连接，接受请求后，将连接描述字pipe传递给worker线程，进行读写IO，网络层使用libevent封装的事件库，多线程模型可以发挥多核作用，但是引入了cache coherency(缓存一致性)和锁的问题，带来了性能损耗。

Redis使用单线程的IO复用模型，自己封装了一个简单的AeEvent事件处理框架，主要实现了epoll, kqueue和select，对于单存只有IO操作来说，单线程可以将速度优势发挥到最大，但是redis也提供了一些简单的计算功能，比如排序、聚合等，对于这些操作，单线程模型施加会严重影响整体吞吐量，CPU计算过程中，整个IO调度都是被阻塞的。

集群、分布式存储

Memcached本身并不支持分布式，因此只能在客户端通过像一致性哈希这样的分布式算法来实现Memcached的分布式存储，当客户端向Memcached集群发送数据之前，首先会通过内置的分布式算法计算出该条数据的目标节点，然后数据会直接发送到该节点上存储。但客户端查询数据时，同样要计算出查询数据所在的节点，然后直接向该节点发送查询请求以获取数据。

相较于Memcached只能采用客户端实现分布式存储，Redis更偏向于在服务器端构建分布式存储，但没有采用一致性哈希。最新版本的Redis已经支持了分布式存储功能。Redis Cluster是一个实现了分布式且允许单点故障的Redis高级版本，它没有中心节点，具有线性可伸缩的功能。为了保证单点故障下的数据可用性，Redis Cluster引入了Master节点和Slave节点。在Redis Cluster中，每个Master节点都会有对应的两个用于冗余的Slave节点。这样在整个集群中，任意两个节点的宕机都不会导致数据的不可用。当Master节点退出后，集群会自动选择一个Slave节点成为新的Master节点。

总结

我们在进行缓存系统选型时，需要慎重考虑以下几点：

• Memcached单个key-value大小有限，一个value最大只支持1MB，而Redis最大支持512MB；
• Memcached只是个内存缓存，对可靠性无要求；而Redis更倾向于内存数据库，因此对对可靠性方面要求比较高；
• 从本质上讲，Memcached只是一个单一key-value内存Cache；而Redis则是一个数据结构内存数据库，支持五种数据类型，因此Redis除单纯缓存作用外，还可以处理一些简单的逻辑运算，Redis不仅可以缓存，而且还可以作为数据库用；
• Redis支持集群分布式，也就是说集群本身均衡客户端请求，各个节点可以交流，可拓展行、可维护性更强大；