对比Redis与Memcached两大内存数据库差异,并解析数据结构、持久化机制、集群方案等细节

# Redis示例：哈希类型操作
import redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379)

# 存储用户画像数据
r.hset('user:1001', mapping={
    'name': '张三',
    'age': 28,
    'vip_level': 5,
    'last_login': '2023-08-20'
})

# 获取单个字段
print(r.hget('user:1001', 'vip_level'))  # 输出：b'5'

# Memcached示例：仅支持字符串
from pymemcache.client import base
client = base.Client(('localhost', 11211))

# 存储相同数据需要序列化
import json
user_data = {
    'name': '张三',
    'age': 28,
    'vip_level': 5,
    'last_login': '2023-08-20'
}
client.set('user:1001', json.dumps(user_data))

# 获取时需要反序列化
data = json.loads(client.get('user:1001'))
print(data['vip_level'])  # 输出：5

# Redis RDB持久化配置示例
"""
save 900 1       # 15分钟内有至少1个键被更改
save 300 10      # 5分钟内有至少10个键被更改
save 60 10000    # 1分钟内有至少10000个键被更改
dbfilename dump.rdb
dir /var/lib/redis
"""

# Redis AOF持久化配置
appendonly yes
appendfsync everysec  # 每秒同步一次

# Memcached无持久化机制
# 数据重启后丢失是必然的

# Redis实现原子计数器
r.incr('post:2333:likes')  # 点赞数+1
r.decr('post:2333:likes')  # 点赞数-1

# 获取点赞排行榜
r.zadd('hot_posts', {'post:2333': 1000, 'post:4555': 800})
print(r.zrevrange('hot_posts', 0, 9, withscores=True))

# Memcached实现类似功能
def like_post(post_id):
    while True:
        current = client.gets(post_id)
        if current:
            new_val = int(current) + 1
            if client.cas(post_id, new_val, gets_result=True):
                break
        else:
            client.set(post_id, 1)
            break

# Redis Lua脚本保证原子性
script = """
local stock = tonumber(redis.call('GET', KEYS[1]))
if stock > 0 then
    redis.call('DECR', KEYS[1])
    return 1
else
    return 0
end
"""
sha = r.script_load(script)
print(r.evalsha(sha, 1, 'product:1001:stock'))

# Memcached实现需要外部锁
from threading import Lock
lock = Lock()

with lock:
    stock = int(client.get('product:1001:stock') or 0)
    if stock > 0:
        client.set('product:1001:stock', stock-1)

# Redis内存配置示例
maxmemory 2gb
maxmemory-policy allkeys-lru

# 分层缓存架构示例
def get_data(key):
    # 第一层：Memcached快速读取
    data = mc_client.get(key)
    if data:
        return data
    
    # 第二层：Redis获取扩展数据
    data = redis_client.get(key)
    if data:
        mc_client.set(key, data, expire=300)
        return data
    
    # 第三层：数据库查询
    data = db.query(...)
    redis_client.setex(key, 3600, data)
    return data