NoSQL 数据库产品学习总结（一）

本篇文章共分为四个章节，会陆续整理下 Memcached、Redis、tair、mongodb、hbase、SequoiaDB、 Cassandra的相关知识。 本文为第一个章节，先简介下memcached、reids，有理解不到位的地方，请不吝赐教。

Memcached

1.简介

Memcached 是临时性建值存储的NoSQL产品（官网：memcached.org), 可以用它搭建一套高速的分布式缓冲系统，数据采用LRU算法存储在内存中，数据不会持久化到磁盘，即当内存掉电或内存空间不够，数据会全部释放或LRU部分释放。常被用来做像Mysql这类产品的前面的加速缓冲系统。产品由Danga Interactive公司研发，服务端部分是C写的，客户端部分只要实现Memcached的网络协议，理论上任何语言都可以。

2.数据存储

(1) memcached的内存单元，它的对应关系是：一个Slabclass包含多个slab，一个slab包含多个大小相等的chunk，真正存放memcached数据的最小单元item就放在chunk中。

Memcached 内存结构图：

参考：http://brionas.github.io/2014/01/06/memcached-manage/

(2) memcached的数据只会存储在内存中，并不会持久化到磁盘，内存撑满则启动LRU策略。

3.通讯协议

服务端进程采用TCP或UDP通道来链接Memcached的服务端和客户端，具体通信的内容在1.4版本以前仅支持普通的文本协议，1.4版本以后支持了高效的二进制协议。

4.部署结构

Memcached的单机部署方案很简单，单机启动后，在客户端通过TCP或UDP端口连接上来，然后就可以通过Memcached协议使用Memcached了。而集群部署方案，则是针对存在多台Memcached的场景，多台Memcached在通用的方案当中，他们彼此是独立，即互相不感知的。具体的数据Sharding逻辑全部封装在Memcached的客户端中。大致示意图如下：

存储一个KV：

读取一个KV:

由图可见数据的Sharding逻辑全部写在了客户端里面。

Repcached：

在memcached的解决方案中，分布的不同memcached结点彼此是不能通信的，要实现memcached结点的之间的Master/Slave结构，有一个日本同学开发了一个第三方的工具Recached，可以实现Memcached的主备结构。从结点可以实时的同步主结点的数据，当主节点挂掉，从结点可以热备的提供服务。

1. 特性

(1) 服务端的连接管理基于libevent 异步事件引擎，能在能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能。能支撑高并发的请求。
(2) 数据不能持久化，常用作数据的加速缓冲。
(3) 通讯协议简单，客户端丰富（C/C++、PHP、Java、Python、Ruby、Perl、Windows/.NET、MySQL、PostgreSQL、Erlang、Lua、Lisp dialects等）

1. 性能指标

性能这块官方文档这么说：On a fast machine with very high speed networking, memcached can easily handle 200,000+ requests per second. With heavy tuning or even faster hardware it can go many times that. Hitting it a few hundred times per second, even on a slow machine, usually isn’t cause for concern.

看来轻轻松松20W+的qps。

Redis

1. 简介

Redis是一个支持丰富数据结构的类似memcached的KV分布式存储系统。其开发工作由Redis的开发工作由VMware主持。

1. 数据存储

(1) 数据存储到内存，并通过配置也可以持久化到磁盘。如果仅存储在内存，则其功能和Memcached类似；而持久化到磁盘则可以保证数据即使因为掉电也不会丢失，目前支持的持久化方式如下两种：RDB持久化方式和AOF持久化方式。

    RDB持久化方式: 在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储.
    AOF持久化方式：则是以与更新命令同步追加的方式实时更新数据文件。

根据以上两种持久化策略可以看出，RDB定时快照的方式在遇到掉电等突发情况下，会丢失当前和最近一次快照时间间隔内的操作数据。而AOF持久化方式通过后台线程fsync的方式通过内存出具和磁盘数据，因为是异步，也会丢失一定的数据，但是因为设置的fsync的策略不同，丢失的数据会很少，同时性能较比RDB也会差一些。

1. 通讯协议

Redis是一个使用客户端/服务器模型（也被称作请求/响应协议）的TCP服务器：

Redis集群结点间的协议采用的是二进制协议(binary protocol)
客户端与集群通信采用的是文本协议（ascii protocol）

1. 部署结构

在最新的3.0版本的Redis中，新增了集群部署的结构，集群各个节点可以通过gossip协议进行数据同步。

而3.0以前的版本测试采用Redis Sentinel利用单双MS的结构来管理集群。

集群结点间通信采用gossip协议。

1. 特性

(1) 具有157个操作命令
(2) 支持管道（一次发送多个命令）
(3) 支持消息Pub/sub 机制。
(4) 批量操作的事物机制。

1. 性能指标

Redis的benchmark,从测试结果来看，单纯的get/set命令可以达到10w+每秒，而pipeline的批量执行命令，已经达到了50w+的水准。其性能和memcached相比一点都不差。