傳統MySQL+ Memcached架構遇到的問題
實際MySQL是適合進行海量數據存儲的，通過Memcached將熱點數據加載到cache，加速訪問，很多公司都曾經使用過這樣的架構，但隨著業務數據量的不斷增加，和訪問量的持續增長，我們遇到了很多問題：
MySQL需要不斷進行拆庫拆表，Memcached也需不斷跟著擴容，擴容和維護工作占據大量開發時間。
Memcached與MySQL數據庫數據一致性問題。
Memcached數據命中率低或down機，大量訪問直接穿透到DB，MySQL無法支撐。
跨機房cache同步問題。
眾多NoSQL百花齊放，如何選擇
最近幾年，業界不斷涌現出很多各種各樣的NoSQL產品，那么如何才能正確地使用好這些產品，最大化地發揮其長處，是我們需要深入研究和思考的問 題，實際歸根結底最重要的是了解這些產品的定位，并且了解到每款產品的tradeoffs，在實際應用中做到揚長避短，總體上這些NoSQL主要用于解決 以下幾種問題
少量數據存儲，高速讀寫訪問。此類產品通過數據全部in-momery 的方式來保證高速訪問，同時提供數據落地的功能，實際這正是Redis最主要的適用場景。
海量數據存儲，分布式系統支持，數據一致性保證，方便的集群節點添加/刪除。
這方面最具代表性的是dynamo和bigtable 2篇論文所闡述的思路。前者是一個完全無中心的設計，節點之間通過gossip方式傳遞集群信息，數據保證最終一致性，后者是一個中心化的方案設計，通過 類似一個分布式鎖服務來保證強一致性,數據寫入先寫內存和redo log，然后定期compat歸并到磁盤上，將隨機寫優化為順序寫，提高寫入性能。
Schema free，auto-sharding等。比如目前常見的一些文檔數據庫都是支持schema-free的，直接存儲json格式數據，并且支持auto-sharding等功能，比如mongodb。
面對這些不同類型的NoSQL產品,我們需要根據我們的業務場景選擇最合適的產品。
Redis適用場景，如何正確的使用
前面已經分析過，Redis最適合所有數據in-momory的場景，雖然Redis也提供持久化功能，但實際更多的是一個disk-backed 的功能，跟傳統意義上的持久化有比較大的差別，那么可能大家就會有疑問，似乎Redis更像一個加強版的Memcached，那么何時使用 Memcached,何時使用Redis呢？
Redis與Memcached的比較
網絡IO模型
Memcached是多線程，非阻塞IO復用的網絡模型，分為監聽主線程和worker子線程，監聽線程監聽網絡連接，接受請求后，將連接 描述字pipe 傳遞給worker線程，進行讀寫IO, 網絡層使用libevent封裝的事件庫，多線程模型可以發揮多核作用，但是引入了cache coherency和鎖的問題，比如，Memcached最常用的stats 命令，實際Memcached所有操作都要對這個全局變量加鎖，進行計數等工作，帶來了性能損耗。
（Memcached網絡IO模型）
Redis使用單線程的IO復用模型，自己封裝了一個簡單的AeEvent事件處理框架，主要實現了epoll、kqueue和 select，對于單純只有IO操作來說，單線程可以將速度優勢發揮到最大，但是Redis也提供了一些簡單的計算功能，比如排序、聚合等，對于這些操 作，單線程模型實際會嚴重影響整體吞吐量，CPU計算過程中，整個IO調度都是被阻塞住的。
內存管理方面
Memcached使用預分配的內存池的方式，使用slab和大小不同的chunk來管理內存，Item根據大小選擇合適的chunk存 儲，內存池的方式可以省去申請/釋放內存的開銷，并且能減小內存碎片產生，但這種方式也會帶來一定程度上的空間浪費，并且在內存仍然有很大空間時，新的數 據也可能會被剔除，原因可以參考Timyang的文章：http://timyang.net/data/Memcached-lru-evictions/
Redis使用現場申請內存的方式來存儲數據，并且很少使用free-list等方式來優化內存分配，會在一定程度上存在內存碎 片，Redis跟據存儲命令參數，會把帶過期時間的數據單獨存放在一起，并把它們稱為臨時數據，非臨時數據是永遠不會被剔除的，即便物理內存不夠，導致 swap也不會剔除任何非臨時數據（但會嘗試剔除部分臨時數據），這點上Redis更適合作為存儲而不是cache。
數據一致性問題
Memcached提供了cas命令，可以保證多個并發訪問操作同一份數據的一致性問題。 Redis沒有提供cas 命令，并不能保證這點，不過Redis提供了事務的功能，可以保證一串 命令的原子性，中間不會被任何操作打斷。
存儲方式及其它方面
Memcached基本只支持簡單的key-value存儲，不支持枚舉，不支持持久化和復制等功能
Redis除key/value之外，還支持list,set,sorted set,hash等眾多數據結構，提供了KEYS
進行枚舉操作，但不能在線上使用，如果需要枚舉線上數據，Redis提供了工具可以直接掃描其dump文件，枚舉出所有數據，Redis還同時提供了持久化和復制等功能。
關于不同語言的客戶端支持
在不同語言的客戶端方面，Memcached和Redis都有豐富的第三方客戶端可供選擇，不過因為Memcached發展的時間更久一 些，目前看在客戶端支持方面，Memcached的很多客戶端更加成熟穩定，而Redis由于其協議本身就比Memcached復雜，加上作者不斷增加新 的功能等，對應第三方客戶端跟進速度可能會趕不上，有時可能需要自己在第三方客戶端基礎上做些修改才能更好的使用。
根據以上比較不難看出，當我們不希望數據被踢出，或者需要除key/value之外的更多數據類型時，或者需要落地功能時，使用Redis比使用Memcached更合適。
關于Redis的一些周邊功能
Redis除了作為存儲之外還提供了一些其它方面的功能，比如聚合計算、pubsub、scripting等，對于此類功能需要了解其實現原理，清 楚地了解到它的局限性后，才能正確的使用，比如pubsub功能，這個實際是沒有任何持久化支持的，消費方連接閃斷或重連之間過來的消息是會全部丟失的， 又比如聚合計算和scripting等功能受Redis單線程模型所限，是不可能達到很高的吞吐量的，需要謹慎使用。
總的來說Redis作者是一位非常勤奮的開發者，可以經常看到作者在嘗試著各種不同的新鮮想法和思路，針對這些方面的功能就要求我們需要深入了解后再使用。
總結：
Redis使用最佳方式是全部數據in-memory。
Redis更多場景是作為Memcached的替代者來使用。
當需要除key/value之外的更多數據類型支持時，使用Redis更合適。
當存儲的數據不能被剔除時，使用Redis更合適。
后續關于Redis文章計劃：
Redis數據類型與容量規劃。
如何根據業務場景搭建穩定，可靠，可擴展的Redis集群。
Redis參數，代碼優化及二次開發基礎實踐。
關于作者
田琪，目前負責新浪微博平臺底層架構與研發工作，之前曾擔任搜狐白社會實時游戲平臺核心架構工作，主要關注webgame, 分布式存儲，nosql 和 erlang 等領域，目前主要從事mysql源代碼的一些深入研究工作，浪微博：http://weibo.com/bachmozart。