面试题：缓存设计：Memcached与Redis在数据持久化方面的对比

Question

请详细阐述Memcached和Redis在数据持久化机制上的区别，以及这种区别对实际应用场景的影响。

Answer 1

数据持久化机制区别

1. Memcached：
   • 无持久化机制：Memcached主要用于缓存，数据全部存储在内存中，不具备数据持久化功能。一旦服务器重启或进程终止，所有缓存数据都会丢失。这是因为它设计初衷就是为了提供高速的缓存服务，专注于内存操作以获得极低的延迟，而不考虑数据的长期存储。
2. Redis：
   • RDB（Redis Database）：
     • 原理：RDB是一种快照式的持久化方式。Redis会在特定的时间间隔内对内存中的数据进行快照，将其写入磁盘文件（通常为dump.rdb）。这个过程是通过fork子进程来实现的，父进程继续处理客户端请求，子进程负责将内存数据写入磁盘。
     • 优点：恢复数据速度快，因为是直接加载二进制快照文件到内存。适合用于大规模数据的恢复场景。生成的RDB文件紧凑，占用空间小，方便备份和传输。
     • 缺点：如果在两次快照之间发生故障，会丢失这段时间内的数据。另外，fork子进程时会占用一定的内存和CPU资源，可能会对服务器性能产生短暂影响。
   • AOF（Append - Only File）：
     • 原理：AOF采用日志追加的方式，将Redis执行的写命令以追加的形式记录到文件（通常为appendonly.aof）中。当Redis重启时，会重新执行这些命令来恢复数据。
     • 优点：数据安全性高，因为可以配置为每秒或每写操作就进行日志追加，最多只会丢失一秒内的数据（如果是每秒刷盘的配置）。并且AOF文件以文本格式记录命令，可读性强，便于分析和修复。
     • 缺点：由于不断追加日志，AOF文件会逐渐变大，可能需要定期进行重写操作（bgrewriteaof）来压缩文件。重写过程也会占用一定的系统资源。而且AOF恢复数据时需要重新执行所有命令，相对RDB恢复速度较慢。

对实际应用场景的影响

1. Memcached应用场景：
   • 适合临时性缓存场景：如Web应用中的页面片段缓存、数据库查询结果缓存等。这些场景对数据丢失不敏感，主要需求是快速的读写速度和高并发处理能力。例如，一个新闻网站的文章详情页缓存，即使缓存数据丢失，重新从数据库读取数据并生成缓存也不会造成严重影响。
   • 不适合数据需要长期保存或可靠性要求高的场景：因为Memcached没有持久化机制，一旦服务器故障，数据全部丢失。所以不适合用于存储用户账户信息、订单数据等关键业务数据。
2. Redis应用场景：
   • 适合既有缓存需求又有持久化需求的场景：
     • RDB适合大数据量恢复场景：例如一些大型电商网站的商品信息缓存，在服务器重启后，可以通过RDB快速恢复大量商品的缓存数据，保证服务尽快可用。
     • AOF适合数据安全性要求高的场景：像银行转账记录等关键业务数据，使用AOF可以确保数据的高可靠性，最多丢失一秒内的操作记录。即使在系统故障后，也能通过AOF文件恢复到故障前尽可能近的状态。
   • 可以作为数据库使用：由于Redis有持久化机制，特别是AOF提供了较高的数据安全性，使得Redis不仅能作为缓存，还能作为数据库使用，存储一些需要长期保存且对读写性能要求较高的数据，如实时统计数据、排行榜等。