Redis、Memcache和MongoDB的差別

memcached的優點：

memcached可以利用多核優勢，單執行個體吞吐量極高，可以達到幾十萬qps（取決于key、value的位元組大小以及伺服器硬體性能，日常環境中qps高峰大約在4-6w左右）。适用于最大程度扛量。

支援直接配置為session handle。

memcached的局限性：

隻支援簡單的key/value資料結構，不像redis可以支援豐富的資料類型。

無法進行持久化，資料不能備份，隻能用于緩存使用，且重新開機後資料全部丢失。

無法進行資料同步，不能将mc中的資料遷移到其他mc執行個體中。

memcached記憶體配置設定采用slab allocation機制管理記憶體，value大小分布差異較大時會造成記憶體使用率降低，并引發低使用率時依然出現踢出等問題。需要使用者注重value設計。

redis的優點：

支援多種資料結構，如 string（字元串）、 list(雙向連結清單)、dict(hash表)、set(集合）、zset(排序set)、hyperloglog（基數估算）

支援持久化操作，可以進行aof及rdb資料持久化到磁盤，進而進行資料備份或資料恢複等操作，較好的防止資料丢失的手段。

支援通過replication進行資料複制，通過master-slave機制，可以實時進行資料的同步複制，支援多級複制和增量複制，master-slave機制是redis進行ha的重要手段。

單線程請求，所有指令串行執行，并發情況下不需要考慮資料一緻性問題。

支援pub/sub消息訂閱機制，可以用來進行消息訂閱與通知。

支援簡單的事務需求，但業界使用場景很少，并不成熟。

redis的局限性：

redis隻能使用單線程，性能受限于cpu性能，故單執行個體cpu最高才可能達到5-6wqps每秒（取決于資料結構，資料大小以及伺服器硬體性能，日常環境中qps高峰大約在1-2w左右）。

支援簡單的事務需求，但業界使用場景很少，并不成熟，既是優點也是缺點。

redis在string類型上會消耗較多記憶體，可以使用dict（hash表）壓縮存儲以降低記憶體耗用。

mc和redis都是key-value類型，不适合在不同資料集之間建立關系，也不适合進行查詢搜尋。比如redis的keys pattern這種比對操作，對redis的性能是災難。

mongodb 是一種文檔性的資料庫。先解釋一下文檔的資料庫，即可以存放xml、json、bson類型系那個的資料。

這些資料具備自述性（self-describing），呈現分層的樹狀資料結構。redis可以用hash存放簡單關系型資料。

mongodb 存放json格式資料。

适合場景：事件記錄、内容管理或者部落格平台，比如評論系統。

1.mongodb持久化原理

mongodb與mysql不同，mysql的每一次更新操作都會直接寫入硬碟，但是mongo不會，做為記憶體型資料庫，資料操作會先寫入記憶體，然後再會持久化到硬碟中去，那麼mongo是如何持久化的呢

mongodb在啟動時，專門初始化一個線程不斷循環（除非應用crash掉），用于在一定時間周期内來從defer隊列中擷取要持久化的資料并寫入到磁盤的journal(日志)和mongofile(資料)處，當然因為它不是在使用者添加記錄時就寫到磁盤上，是以按mongodb開發者說，它不會造成性能上的損耗，因為看過代碼發現，當進行cud操作時，記錄(record類型)都被放入到defer隊列中以供延時批量（groupcommit）送出寫入，但相信其中時間周期參數是個要認真考量的參數，系統為90毫秒，如果該值更低的話，可能會造成頻繁磁盤操作，過高又會造成系統當機時資料丢失過。

2.什麼是nosql資料庫？nosql和rdbms有什麼差別？在哪些情況下使用和不使用nosql資料庫？

nosql是非關系型資料庫，nosql = not only sql。

關系型資料庫采用的結構化的資料，nosql采用的是鍵值對的方式存儲資料。

在處理非結構化/半結構化的大資料時；在水準方向上進行擴充時；随時應對動态增加的資料項時可以優先考慮使用nosql資料庫。

在考慮資料庫的成熟度；支援；分析和商業智能；管理及專業性等問題時，應優先考慮關系型資料庫。

3.mysql和mongodb之間最基本的差別是什麼？

關系型資料庫與非關系型資料庫的差別，即資料存儲結構的不同。

4.mongodb的特點是什麼？

（1）面向文檔（2）高性能（3）高可用（4）易擴充（5）豐富的查詢語言

5.mongodb支援存儲過程嗎？如果支援的話，怎麼用？

mongodb支援存儲過程，它是javascript寫的，儲存在db.system.js表中。

6.如何了解mongodb中的gridfs機制，mongodb為何使用gridfs來存儲檔案？

gridfs是一種将大型檔案存儲在mongodb中的檔案規範。使用gridfs可以将大檔案分隔成多個小文檔存放，這樣我們能夠有效的儲存大文檔，而且解決了bson對象有限制的問題。

7.為什麼mongodb的資料檔案很大？

mongodb采用的預配置設定空間的方式來防止檔案碎片。

8.當更新一個正在被遷移的塊（chunk）上的文檔時會發生什麼？

更新操作會立即發生在舊的塊（chunk）上，然後更改才會在所有權轉移前複制到新的分片上。

9.mongodb在a:{b,c}上建立索引，查詢a:{b,c}和a:{c,b}都會使用索引嗎？

不會，隻會在a:{b,c}上使用索引。

10.如果一個分片（shard）停止或很慢的時候，發起一個查詢會怎樣？

如果一個分片停止了，除非查詢設定了“partial”選項，否則查詢會傳回一個錯誤。如果一個分片響應很慢，mongodb會等待它的響應。

從以下幾個次元，對redis、memcache、mongodb 做了對比，

1、性能

都比較高，性能對我們來說應該都不是瓶頸

總體來講，tps方面redis和memcache差不多，要大于mongodb

2、操作的便利性

memcache資料結構單一

redis豐富一些，資料操作方面，redis更好一些，較少的網絡io次數

mongodb支援豐富的資料表達，索引，最類似關系型資料庫，支援的查詢語言非常豐富

3、記憶體空間的大小和資料量的大小

redis在2.0版本後增加了自己的vm特性，突破實體記憶體的限制；可以對key value設定過期時間（類似memcache）

memcache可以修改最大可用記憶體,采用lru算法

mongodb适合大資料量的存儲，依賴作業系統vm做記憶體管理，吃記憶體也比較厲害，服務不要和别的服務在一起

4、可用性（單點問題）

對于單點問題，

redis，依賴用戶端來實作分布式讀寫；主從複制時，每次從節點重新連接配接主節點都要依賴整個快照,無增量複制，因性能和效率問題，

是以單點問題比較複雜；不支援自動sharding,需要依賴程式設定一緻hash 機制。

一種替代方案是，不用redis本身的複制機制，采用自己做主動複制（多份存儲），或者改成增量複制的方式（需要自己實作），一緻性問題和性能的權衡

memcache本身沒有資料備援機制，也沒必要；對于故障預防，采用依賴成熟的hash或者環狀的算法，解決單點故障引起的抖動問題。

mongodb支援master-slave,replicaset（内部采用paxos選舉算法，自動故障恢複）,auto sharding機制，對用戶端屏蔽了故障轉移和切分機制。

5、可靠性（持久化）

對于資料持久化和資料恢複，

redis支援（快照、aof）：依賴快照進行持久化，aof增強了可靠性的同時，對性能有所影響

memcache不支援，通常用在做緩存,提升性能；

mongodb從1.8版本開始采用binlog方式支援持久化的可靠性

6、資料一緻性（事務支援）

memcache 在并發場景下，用cas保證一緻性

redis事務支援比較弱，隻能保證事務中的每個操作連續執行

mongodb不支援事務

7、資料分析

mongodb内置了資料分析的功能(mapreduce),其他不支援

8、應用場景

redis：資料量較小的更性能操作和運算上

memcache：用于在動态系統中減少資料庫負載，提升性能;做緩存，提高性能（适合讀多寫少，對于資料量比較大，可以采用sharding）

mongodb:主要解決海量資料的通路效率問題