مقایسه Memcached و Redis

کش نقش مهمی در پروژه‌های توسعه وب ایفا می‌کند و منابعی را که به طور مکرر در دسترس هستند در پایگاه داده‌های موقت حافظه (کش) ذخیره می‌کنند. هدف از cache افزایش سرعت درخواست‌های کلاینت و کاهش لود سرور است. دو مورد از محبوب‌ترین راهکارهای ذخیره‌سازی اطلاعات در حافظه برای توسعه وب، Redis و Memcached هستند.

هنگام مقایسه Memcached و Redis، هر دو راهکار متن‌باز هستند و با قابلیت‌های کش قدرتمند و معماری توزیع شده برای مقیاس‌بندی آسان؛ در ادامه نگاهی دقیق به Redis و Memcached، مزایا، معایب و موارد استفاده متداول آنها می‌اندازیم تا بتوانید مورد مناسب را برای پروژه خود انتخاب کنید.

تفاوت Memcached و Redis چیست؟

در نگاه اول Memcached و Redis مشابه به نظر می‌رسند. محبوبیت بسیار زیاد و ماهیت متن‌باز آنها امکان حمایت گسترده کامیونیتی را فراهم کرده است. Memcached به‌عنوان یکی از اولین راه‌حل‌های کش، در بین سازمان‌های متعددی مورد پذیرش گسترده‌ قرار گرفته است. Redis جدیدتر است، اما به لطف مجموعه ویژگی‌های مناسب آن محبوبیت قابل توجهی به دست آورده است.
هر دو راهکار کتابخانه‌ها و درایورهای کلاینت را ارائه می‌دهند که امکان ادغام آسان با زبان‌ها و فریمورک‌های برنامه نویسی محبوب را فراهم می‌کند. آنها به طور مداوم در حال تکامل هستند تا نیازهای در حال تغییر اکوسیستم توسعه وب را برآورده کنند.
با این حال، این راهکارها چندین تفاوت قابل توجه دارند که در ادامه برخی از ویژگی‌های کلیدی را بررسی می‌کنیم.

Memcached چیست؟

Memcached یک سیستم کش حافظه توزیع شده با کارایی بالا است. هدف اصلی آن این است که داده‌هایی را که به طور مکرر در دسترس هستند ذخیره کند تا فشار دیتابیس کاهش یافته  و زمان پاسخ‌دهی سریع‌تر شود.

یکی از اصول راهنمای Memcached تاکید زیاد آن بر سادگی و سرعت است. با استفاده از یک مدل داده key-value  ساده که امکان می‌دهد به راحتی و بدون نیاز به زبان‌های کوئری پیچیده، به داده‌ها دسترسی داشته باشید.

Redis چیست؟

Redis یک ذخیره ساز ساختار داده در حافظه برای کش است. عملکرد آن فراتر از سیستم‌های کش سنتی بوده و از انواع مختلف داده‌ها پشتیبانی می‌کند. همچنین از تراکنش‌ها پشتیبانی نموده، که تضمین می‌کند دستورات گروه‌بندی شده به‌طور متوالی و بدون وقفه اجرا می‌شوند تا یکنواختی در عملیات ویرایش داده‌ها حفظ شود. Redis همچنین امکان انتشار یا اشتراک پیام‌ها را فراهم می‌کند تا ارتباط بسیار مقیاس‌پذیر بین اجزای برنامه را فعال نماید.

مقایسه Memcached و Redis

اگرچه Memcached و Redis هر دو آسان برای استفاده و دارای عملکرد بسیار بالا هستند، تفاوت‌های کلیدی وجود دارد که باید هنگام انتخاب برای پروژه در نظر گرفته شود.

• ساختار داده و ذخیره سازی

Memcached یک ذخیره‌سازی key-value ساده است که از انواع داده‌های دلخواه و کوچک مانند رشته‌ها و اشیاء پشتیبانی می‌کند. برای برنامه‌هایی که به قابلیت‌های ذخیره‌سازی ساده و جستجوهای سریع مبتنی بر کلید (key-based)، ایده‌آل است. در نتیجه، برای موارد استفاده پیچیده‌تر که به تکنیک‌های دستکاری داده‌های پیشرفته نیاز دارند، مناسب نیست.
ولی  Redis از طیف گسترده‌تری از ساختارهای داده، از جمله رشته(string)، هش(hash)، لیست(list)‌، مجموعه(set) و بیت‌مپ(bitmap) پشتیبانی می‌کند. این انعطاف‌پذیری برای موارد استفاده پیچیده‌تر، مانند پیاده‌سازی تحلیل‌های بی‌درنگ (real-time) یا بازیابی داده‌های مبتنی بر مکان (location-based) مناسب است.

• عملکرد و مقیاس پذیری

Memcached عملکرد بالا و زمان پاسخ استثنایی را در اولویت قرار می‌دهد. همچنین به صورت عمودی مقیاس می‌شود و به شما این امکان را می‌دهد که سرورهای بیشتری را به استخر ذخیره‌سازی(caching pool) اضافه کنید تا ترافیک و لود داده افزایش یافته را در خود جای دهید.
Redis عملکرد قابل مقایسه‌ای را برای وظایف ذخیره سازی ساده و ویژگی‌های اضافی برای موارد استفاده پیشرفته‌تر ارائه می‌دهد. این عملیات I/O  غیرهمزمان(asynchronous) و non-blocking را فعال می‌کند و به برنامه اجازه می‌دهد تا کارهای همزمان بیشتری را انجام دهد. این قابلیت عملکرد آن را در لودهای سنگین‌ بهبود می‌دهد. Redis همچنین از کلاسترها برای مقیاس‌بندی افقی پشتیبانی می‌کند و در صورت شکست برخی از گره‌ها، امکان ادامه عملیات را فراهم می‌نماید.

• استقامت و ماندگاری

Memcached فقط در حافظه کار می‌کند، به این معنی که تمام داده‌ها را در RAM ذخیره نموده و ماندگاری داخلی ندارد. این رویکرد حداکثر عملکرد و دسترسی کم تاخیر به داده‌ها را تضمین می‌کند. با این حال، Memcached به طور خودکار داده‌ها را در صورت خرابی سیستم ذخیره نمی‌کند. خوشبختانه، نسخه‌های جدیدتر از بازیابی اطلاعات پس از ریستارت و حافظه پایدار از طریق mount فایل سیستم DAX پشتیبانی می‌کنند.

در مقابل، Redis پایداری اختیاری داده را با استفاده از دو روش متمایز ارائه می‌دهد: Snapshotting و Append-only file (AOF). اسنپ شاتینگ شامل گرفتن اسنپ شات از داده‌ها در کش و ذخیره داده‌ها در دیسک پس از مدت زمان مشخص است. AOF یک روش بادوام‌تر است که شامل الحاق دستوراتی به AOF برای ویرایش داده‌ها است. برخلاف Snapshoting، این روش به Redis اجازه می‌دهد تا در صورت خرابی یا راه اندازی مجدد سیستم، داده‌ها را به طور کامل بازسازی کند.

• ویژگی‌ها و قابلیت توسعه

Memcached بر روی یک رویکرد ساده و سرراست برای ذخیره سازی تمرکز دارد. در حالی که در این امر برتری هم دارد، پشتیبانی محدود آن از انواع داده، توانایی آن را برای رسیدگی به الزامات مدل سازی داده پیچیده‌تر یا انجام عملیات تخصصی محدود می‌کند. چنین محدودیت‌هایی توسعه‌پذیری Memcached را در سناریوهایی که به ساختارهای داده پیشرفته و تکنیک‌های دستکاری داده (data manipulation) نیاز دارند، محدود می‌کند.

Redis علاوه بر ذخیره سازی اولیه، ویژگی‌های متعددی از جمله تراکنش‌ها، انتشار یا اشتراک پیام‌ها و اسکریپت نویسی Lua را ارائه می‌دهد. تراکنش‌ها این امکان را می‌دهند که چندین فرمان را به صورت خودکار در یک مرحله اتمی (atomic step) اجرا کنید تا از سازگاری داده‌ها اطمینان حاصل شود. پیام‌رسانی Pub/Sub ارتباطات مبتنی بر پیام را بین اجزای برنامه امکان‌پذیر می‌سازد. می‌توانید از این ویژگی برای پیاده سازی پیام های real-time در چت روم و معماری‌های رویداد محور(event-driven) استفاده کنید. در نهایت، اسکریپت نویسی Lua اجازه می‌دهد تا اسکریپت‌های سمت سرور را برای عملیات  و تبدیل‌های داده پیچیده اجرا کنید.

مقایسه Memcached و Redis در توسعه وب

در حالی که Memcached و Redis برخی از قابلیت‌های کش را به اشتراک می‌گذارند، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند که موارد استفاده متفاوت را هدف قرار می‌دهند.

موارد استفاده Memcached

Memcached بهترین گزینه برای موارد زیر است:

• پروژه‌هایی که برای افزایش سرعت  اپلیکیشن‌های وب نیاز به ذخیره سازی ساده دارند. Memcached با ذخیره داده‌هایی که به طور مکرر در دسترس هستند - مانند نتایج کوئری‌ها - در حافظه نیاز به درخواست‌های مکرر دیتابیس را کاهش داده و در نتیجه زمان پاسخ‌دهی سریع‌تر و عملکرد برنامه بهبود می‌یابد.
• لود خواندن و نوشتن بالا در یک ذخیره‌سازی key-value  جایی که در آن ذخیره‌سازی ساده با key-value و دسترسی سریع به داده‌ها ضروری است.
• پروژه‌هایی با نیازهای کش ساده و انواع داده‌های محدود، مانند تنظیمات پیکربندی کش، نشانه‌های احراز هویت کاربر، یا محتوای استاتیک.

موارد استفاده Redis

Redis برای موارد زیر مناسب است:

• کش پیشرفته که از ساختارهای داده پیچیده مانند لیست، مجموعه و مجموعه‌های مرتب شده پشتیبانی می‌کند. Redis امکان ذخیره سازی مدل‌های داده پیچیده‌تر را فراهم می‌کند و عملیات تخصصی را برای هر نوع داده پشتیبانی شده ارائه می‌دهد.
• کارگزاری پیام با استفاده از انتشار یا اشتراک، تجزیه و تحلیل real-time و جستجو. پشتیبانی Redis از عملکرد پیام‌رسانی pub/sub، آن را به گزینه‌ای مناسب برای پیاده‌سازی واسطه‌های پیام و سیستم‌های تجزیه و تحلیل real-time تبدیل می‌کند. تاخیر کم آن را برای تجزیه و تحلیل real-time و پردازش داده‌های جریانی مناسب می کند. علاوه بر این، Redis قابلیت‌های جستجوی قدرتمندی را از طریق ویژگی‌هایی مانند Research ارائه می‌کند که امکان فهرست‌بندی و جستجوی کارآمد داده‌ها را فراهم می‌نماید.
• پروژه هایی که به ماندگاری و دوام داده نیاز دارند. Redis مکانیسم‌های اختیاری ماندگاری داده‌ها را از طریق مکانیسم‌های اسنپ شات و Append-only file (AOF) ارائه می‌کند که به داده‌ها اجازه می‌دهد پس از خرابی یا راه‌اندازی مجدد سیستم، روی دیسک ذخیره شده و بازیابی شوند. این قابلیت‌ها Redis را برای پروژه‌هایی که به ماندگاری داده‌ها نیاز دارند، مانند جلسات کاربر، داده‌های تراکنش یا ذخیره اطلاعات حیاتی در کش، مناسب می‌سازد.

خلاصه

هنگام انتخاب بین Memcached و Redis برای پروژه توسعه وب خود، هیچ گزینه‌ای از قبل، بهترین نیست و باید بهترین گزینه برای نیازهای منحصر به فرد آن پروژه را بررسی نمائید. درک نقاط قوت و ویژگی‌های منحصر به فرد هر راهکار برای انتخاب بهترین راه حل، ضروری است.

Memcached و Redis هر دو راهکارهای بسیار محبوب و با پشتیبانی خوبی هستند که تمرکز Memchached بر روی سادگی و کارایی بالا، آن را به یک انتخاب عالی برای پروژه‌هایی با نیازهای ساده کش تبدیل می‌کند و اگر به قابلیت‌ها و ویژگی‌های کش پیشرفته‌تری فراتر از حافظه پنهان نیاز دارید، باید از Redis استفاده کنید.