Redis vs Memcached vs MongoDB：深入对比与选型指南

🔍 Redis vs Memcached vs MongoDB：深入对比与选型指南

⚡ 一、技术定位与核心特性

💡 三大技术定位概览

​​核心技术定位​​：

• ​​Memcached​​：纯内存缓存，简单高效
• Redis​​：内存数据结构存储，功能丰富
• MongoDB​​：文档型数据库，持久化存储

📊 基本特性对比

🔄 二、Redis 与 Memcached 深度对比

💡 架构设计差异

📊 详细功能对比

⚡ 性能对比数据

基于相同硬件环境的测试数据：

🔧 使用场景对比

​​Memcached 适用场景​​：

// 简单的缓存场景
public class MemcachedService {
    public Object getData(String key) {
        Object data = memcached.get(key);
        if (data == null) {
            data = loadFromDatabase(key);
            memcached.set(key, data, 3600); // 缓存1小时
        }
        return data;
    }
}

​​Redis 适用场景​​：

// 复杂的数据结构操作
public class RedisService {
    // 排行榜功能
    public void updateLeaderboard(String player, double score) {
        redis.zadd("leaderboard", score, player);
    }
    
    // 消息队列功能
    public void sendMessage(String queue, String message) {
        redis.lpush(queue, message);
    }
    
    // 发布订阅
    public void publishMessage(String channel, String message) {
        redis.publish(channel, message);
    }
}

📊 三、Redis 与 MongoDB 全面对比

💡 数据模型差异

📊 功能详细对比

⚡ 性能特点对比

​​Redis性能特点​​：

• 读写性能极高（微秒级）
• 适合高频访问的数据
• 数据量受内存容量限制
• 持久化会影响性能

​​MongoDB性能特点​​：

• 读写性能高（毫秒级）
• 支持海量数据存储
• 索引对性能影响大
• 适合复杂查询场景

🔧 使用场景对比

​​Redis 典型场景​​：

// 1. 会话存储
public void storeSession(String sessionId, User user) {
    redis.setex("session:" + sessionId, 1800, user); // 30分钟过期
}

// 2. 排行榜
public void updateRank(String game, String player, int score) {
    redis.zadd("rank:" + game, score, player);
}

// 3. 消息队列
public void pushMessage(String queue, String message) {
    redis.lpush(queue, message);
}

​​MongoDB 典型场景​​：

// 1. 用户资料存储
db.users.insertOne({
    _id: "user123",
    name: "张三",
    age: 25,
    address: {
        city: "北京",
        district: "海淀区"
    },
    hobbies: ["读书", "游泳", "编程"]
});

// 2. 复杂查询
db.orders.find({
    status: "completed",
    amount: { $gt: 1000 },
    createTime: { $gte: ISODate("2023-01-01") }
}).sort({ createTime: -1 }).limit(10);

// 3. 聚合分析
db.sales.aggregate([
    { $match: { date: { $gte: ISODate("2023-01-01") } } },
    { $group: { _id: "$product", total: { $sum: "$amount" } } },
    { $sort: { total: -1 } }
]);

🎯 四、场景化选型指南

💡 技术选型决策框架

📊 场景化选型建议

🔧 混合使用模式

在实际项目中，经常需要混合使用多种技术：

// 混合使用示例
public class ProductService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redis;
    
    @Autowired
    private MongoTemplate mongo;
    
    public Product getProduct(String id) {
        // 1. 先查缓存
        Product product = (Product) redis.opsForValue().get("product:" + id);
        if (product != null) {
            return product;
        }
        
        // 2. 缓存未命中，查数据库
        product = mongo.findById(id, Product.class);
        if (product != null) {
            // 3. 写入缓存
            redis.opsForValue().set("product:" + id, product, 1, TimeUnit.HOURS);
        }
        
        return product;
    }
    
    public void updateProduct(Product product) {
        // 1. 更新数据库
        mongo.save(product);
        
        // 2. 删除缓存
        redis.delete("product:" + product.getId());
        
        // 3. 可选：异步更新缓存
        asyncUpdateCache(product);
    }
}

⚡ 性能优化建议

​​Redis 优化​​：

# redis.conf 优化配置
maxmemory 2gb
maxmemory-policy allkeys-lru
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

​​Memcached 优化​​：

# memcached 启动参数
memcached -m 2048 -t 8 -c 1024 -l 127.0.0.1

MongoDB 优化​​：

// 创建索引
db.collection.createIndex({ "field": 1 }, { background: true })

// 查询优化
db.collection.find().explain("executionStats")

💡 五、总结与最佳实践

📚 核心技术总结

🎯 选型决策指南

1. 选择 Memcached 当​​：
   • 只需要简单的键值缓存
   • 对性能要求极高
   • 不需要数据持久化
   • 数据结构简单
2. 选择 Redis 当​​：
   • 需要丰富的数据结构
   • 需要持久化功能
   • 需要高级功能（发布订阅、事务等）
   • 数据量可以放在内存中
3. 选择 MongoDB 当​​：​​
   • 需要强大的查询能力
   • 数据量超过内存容量
   • 需要复杂的聚合分析
   • 文档模型更符合业务需求

🚀 迁移与演进策略

从 Memcached 迁移到 Redis​​：

// 兼容性方案：同时写入两个缓存
public void setData(String key, Object value) {
    memcached.set(key, value);
    redis.set(key, value);
}

​​从 Redis 扩展到 MongoDB​​：

// Redis作缓存，MongoDB作主存储
public Object getData(String key) {
    Object data = redis.get(key);
    if (data == null) {
        data = mongo.findById(key, Object.class);
        if (data != null) {
            redis.set(key, data);
        }
    }
    return data;
}

🔧 监控与维护建议

​​关键监控指标​​：

• Redis：内存使用率、命中率、持久化状态
• Memcached：内存使用率、命中率、连接数
• MongoDB：内存使用、索引命中率、操作延迟

​​维护最佳实践​​：

• 定期备份和恢复测试
• 监控关键性能指标
• 容量规划和扩展准备
• 安全配置和访问控制