使用memcache 和 redis 、实现session 会话复制和保持

news2024/9/28 13:27:30

一、NoSQL介绍

NoSQL是对Not Only SQL、非传统关系型数据库的统称

NoSQL一词诞生于1998年，2009年这个词汇再次提出指非关系型、分布式、不提供ACID的数据库设计模式

随着互联网时代的数据爆发时增长、数据库技术发展的日新月异，要适应新的业务需求，大数据技术中的NoSQL也同样重要

NoSQL分类

KV型(key-value)：性能好（O1），如redis memcached（优势：数据的存储和缓存写入内存当中去）

文档数据库(Document)：mogodb（索引、分片机制作为导向，所以其很适合关联大数据领域，搜索领域）、CouchDB、ES(分布式、restful风格的搜索和数据分析引擎)

Column Store列存数据库：HBase、Cassandra、大数据领域应用广泛

Graph DB数据库：Neo4j

Time Series(时序数据库)：InfluxDB Prometheus

Memcached

Memcached只支持能序列化的数据类型，不支持持久化，基于key-value的内存缓存系统

memcached虽然没有像redis具有数据持久化功能，但是可以通过做集群同步的方式，让Memcached服务器的数据进行同步，从而实现数据的一致性，即保证各memcached的数据是一样的，即使又任何一台memcached发生故障，只要集群中有一台memcached可用就不会出现数据丢失。当其他mem加入集群，可以从已有的mem中自动获取数据并提供服务。

memcached借助了操作系统的Libevent工具做高效的读写，其支持动I/O。libevent是个程序库，它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理机制封装成统一的调用接口。即使对服务器的连接数量增加，也能发挥高性能。mem适应这个库，可以在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能。

memcached支持最大的内存存储对象为1M,redis可达512M（不代表其内存缓存为1M），超过1M的数据可以使用客户端压缩或拆分放到多个KEY中，比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长，memcached最适合保存用户的session实现session共享

memcached存储数据时，会申请1M的内存，把该内存称为一个slab，也称为一个page

memcached支持多种开发语言，包括JAVA C PYTHON C# PHP Ruby Perl等

相同键值对数据库Redis和Memcached的比较

数据结构：

Redis：哈希、列表、集合、有序集合、消息队列 memcached：纯key-value

是否支持持久化：

Redis：支持 memcached：不支持

是否支持高可用：

Redis：支持，也支持读写分离、主从复制，官方还有集群管理功能，能实现主从监控、故障转移，无需人工干预。 memcached：不支持，但可以二次开发。

存储容量：

Redis：最大512M memcached：最大1M

内存分配：

Redis：临时申请，可能导致碎片 memcached：预分配内存池，节省内存分配时间

单机QPS：

Redis：10w memcached：60w

memcached工作机制

①：Memcached内存分配机制

应用程序运行时需要使用内存存储数据，但是对于一个缓存系统来说，申请内存、释放内存将十分频繁，非常容易导致大量的内存碎片，最后导致无连续内存可用。

memcached采用了slab Allocator机制来分配和管理内存。

Page：分配给slab的内存空间，默认为1M，memcached中存储数据的最大单位。分配后就得到了一个slab，slab分配之后内存按照固定字节大小等分成chunk

Chunk：内存块，用于缓存记录K/V值的内存空间。Memcached会根据数据大小选择存到哪一个chunk中，假设chunk有128byte、64byte等多种，数据只要100byte存储在128byte中，存在少许浪费。

chunk最大就是Page的大小，即一个Page中就一个chunk

Slab Class：Slab按照chunk的大小分组，就组成了不同的Slab Class，diyige Chunk大小为96B的Slab为Class1，Chunk 120B为Class 2，如果有100bytes要存，那么Memcached会选择下图中Slab class 2存储，因为它是120byte的chunk。slab之间的差异可用使用Growth Factor（增长因子)控制，默认为1.25。