memcached和MySQL的querycache相比

一、Memcached 简介

Memcached 是一个高性能的分布式内存缓存系统，主要用于缓存动态 web 应用中的数据，以减少数据库访问频率、加速响应速度。它是独立于数据库的缓存系统，支持多种编程语言，并且能够分布式部署，形成统一的缓存池。

二、MySQL Query Cache 简介

MySQL Query Cache 是 MySQL 数据库内置的一种缓存机制，它的作用是缓存 SQL 查询的结果。当 MySQL 收到一个查询请求时，如果该请求的 SQL 语句已经存在于缓存中，并且缓存的表数据没有被修改，那么 MySQL 会直接从缓存中返回结果，而不再重新执行 SQL 语句。

三、Memcached 和 MySQL Query Cache 的对比

3.1 工作原理

• Memcached：

  • Memcached 是一个外部的缓存系统，独立于数据库之外。应用程序通过键值对的方式与 Memcached 交互，键是唯一的标识，值是需要缓存的数据。应用程序在查询数据库之前，通常会先查询 Memcached，只有当 Memcached 中不存在所需数据时，才会访问数据库并将查询结果写入 Memcached。
  • Memcached 的缓存数据可以是任意形式的，包括查询结果、HTML 片段、对象、会话信息等。

• MySQL Query Cache：

  • MySQL Query Cache 是数据库内部的缓存机制，直接集成在 MySQL 中。当 MySQL 收到一个查询请求时，会首先检查 Query Cache 是否有该查询的缓存结果。如果有，并且相关的表数据未发生改变，则直接返回缓存结果；如果没有或表数据发生变化，则执行查询，并将结果存入缓存。
  • Query Cache 缓存的是完整的 SQL 查询结果，只要查询语句完全一致（包括空格和大小写），并且涉及的表数据没有变化，就可以命中缓存。

3.2 缓存的灵活性

• Memcached：

  • Memcached 提供了极大的灵活性，应用程序可以根据需要自由选择缓存的内容，包括查询结果、复杂计算结果、API 响应、会话信息等。它不依赖于特定的数据源，因此可以用于缓存来自多个数据库或其他数据源的数据。
  • 开发者可以自由设计缓存策略，如缓存的有效期、缓存失效机制等，适应各种不同的业务需求。

• MySQL Query Cache：

  • Query Cache 仅缓存 SQL 查询结果，且只能缓存完全一致的查询语句。如果查询语句中有任何微小的不同（如空格、大小写），即使查询结果相同，也会被视为不同的查询。
  • Query Cache 的缓存机制完全由 MySQL 内部控制，开发者无法自定义缓存策略（如缓存粒度、失效策略等），灵活性较差。

3.3 缓存的失效机制

• Memcached：

  • Memcached 中的缓存失效机制由应用程序控制。开发者可以根据业务需求设置缓存的有效期（TTL，Time to Live），也可以手动删除或更新缓存。由于 Memcached 独立于数据库，数据的更新并不会自动导致缓存失效，这就要求开发者在更新数据库的同时，手动更新或删除相关的缓存项。
  • 这种机制虽然增加了开发和维护的复杂性，但也赋予了开发者更多的控制权。

• MySQL Query Cache：

  • MySQL 的 Query Cache 在涉及到的表数据发生变化时，会自动失效相关的缓存条目。例如，表中的数据被插入、更新或删除后，涉及该表的所有缓存都会失效。这种机制保证了数据的一致性，但也导致缓存命中率较低，特别是在表数据频繁变化的情况下，Query Cache 的效率可能不高。

3.4 性能表现

• Memcached：

  • Memcached 是专门设计的分布式内存缓存系统，性能极高。由于它运行在内存中，数据的读写速度非常快，适合高并发访问场景。由于它是分布式的，可以通过增加缓存服务器来扩展容量，支持大规模的缓存需求。
  • 由于 Memcached 独立于数据库之外，它不会增加数据库的负载。相反，通过减少数据库查询频率，它可以有效减轻数据库的压力。

• MySQL Query Cache：

  • Query Cache 是 MySQL 内部的缓存机制，虽然能够提高部分查询的响应速度，但在表数据频繁更新的情况下，其缓存的失效和重建频繁发生，可能导致性能下降。对于写操作频繁的应用，Query Cache 的命中率通常较低。
  • 由于 Query Cache 是数据库内部的功能，在某些高并发场景下，Query Cache 还可能成为数据库的性能瓶颈，因为每次查询都要检查缓存，缓存失效时还要更新缓存。

3.5 分布式支持

• Memcached：

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  • Memcached 天然支持分布式，可以将缓存数据分布在多台服务器上，形成一个统一的缓存池。这样不仅扩展了缓存容量，还提高了系统的容错性和可用性。
  • 在分布式架构中，Memcached 通过一致性哈希等算法确保缓存数据的均衡分布，并能够在节点扩展或缩容时减少缓存失效。

• MySQL Query Cache：

  • MySQL 的 Query Cache 不支持分布式，它是 MySQL 实例内部的功能。因此，如果你的应用部署在多个 MySQL 实例上，各实例的 Query Cache 之间不会共享数据，这会导致缓存的重复存储和缓存命中率的下降。
  • 在分布式数据库环境中，Query Cache 的作用较为有限，通常需要结合外部缓存系统（如 Memcached）来提高性能。

3.6 开发和维护成本

• Memcached：

  • 使用 Memcached 需要在应用程序中进行额外的开发工作，包括缓存的读写逻辑、缓存失效管理等。因此，使用 Memcached 可能增加一些开发和维护成本，特别是在涉及缓存一致性时，需要开发者进行更多的设计和管理。
  • 不过，Memcached 的 API 相对简单，学习曲线较低，对于大部分开发者来说，可以很快上手。

• MySQL Query Cache：

  • MySQL Query Cache 对开发者是透明的，几乎不需要任何额外的开发工作。启用 Query Cache 只需要配置 MySQL 的相关参数即可。
  • 但是，由于 Query Cache 的效率受限于应用的写操作频率和查询模式，开发者在优化时可能需要频繁调整 MySQL 配置参数，这也增加了调优和维护的复杂性。

四、总结：Memcached 与 MySQL Query Cache 的优缺点

特性	Memcached	MySQL Query Cache
工作原理	外部分布式缓存系统，独立于数据库，应用层控制	内部缓存机制，集成在 MySQL 内部
缓存灵活性	极高，支持任意数据的缓存	较低，只能缓存完整的 SQL 查询结果
缓存失效机制	应用层控制，需手动更新或删除缓存	数据变更时自动失效，数据一致性好，但命中率受影响
性能表现	高性能，适用于高并发访问场景，减少数据库压力	性能一般，写操作频繁时命中率低，可能增加数据库负载
分布式支持	天然支持分布式，缓存容量可扩展	不支持分布式，多个 MySQL 实例之间不共享缓存
开发和维护成本	需要额外的开发和维护工作	对开发者透明，几乎不需要额外的开发工作

五、选择建议

• 使用 Memcached 的场景：

  • 应用需要缓存不止 SQL 查询结果的数据（如 API 响应、复杂计算结果等）。
  • 应用运行在分布式环境中，且需要一个统一的缓存系统。
  • 应用的写操作频繁，导致 MySQL Query Cache 效率低下。
  • 需要更高的缓存灵活性，并且能够容忍一定的开发和维护成本。

• 使用 MySQL Query Cache 的场景：

  • 应用规模较小，查询模式较为简单，写操作不频繁。
  • 不希望在应用层增加额外的缓存逻辑，追求简单的实现方式。
  • 主要

关注 SQL 查询结果的缓存，而不涉及其他数据类型的缓存。

综上所述，Memcached 和 MySQL Query Cache 都有各自的优势和适用场景。对于大型、复杂的分布式应用，尤其是在需要缓存多种数据类型时，Memcached 是更合适的选择。而对于规模较小、查询相对固定的应用，MySQL Query Cache 提供了一个便捷的缓存解决方案。开发者可以根据具体的应用需求、系统架构和性能要求，选择最适合的缓存策略。

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