В чем разница между Redis и MongoDB?
Remote Dictionary Server (Redis) и MongoDB – это две базы данных NoSQL, в которых данные хранятся в неструктурированном формате. Базы данных NoSQL хранят данные иначе, чем реляционные базы данных, в которых используются таблицы, строки и столбцы. Redis – это база данных в памяти с открытым исходным кодом, которая хранит данные в виде пар «ключ‑значение». Она хранит данные в RAM для обеспечения высокой эффективности, но в качестве дополнительной функции предлагает постоянное хранилище на диске. MongoDB – это база данных документов доступная с исходным кодом, которая хранит данные в сериализованном формате JSON. Она хранит данные во внешней памяти, но включает в себя механизм хранения в оперативной памяти в корпоративной версии.
Подробнее о базах данных NoSQL »
Модель данных: Redis и MongoDB
Redis и MongoDB используют разные модели данных и по-разному хранят данные в архитектуре.
Redis
Redis хранит данные в оперативной памяти, поэтому вы можете получить доступ к ним непосредственно из памяти. Хотя это обеспечивает низкую задержку ответа, также ограничивается объем данных, которые можно хранить. Redis сохраняет набор данных на диск путем создания снимков и ведения журнала добавления файлов (AOF), что обеспечивает надежность данных.
Redis хранит данные в виде пар ключ-значение, где каждая запись данных имеет уникальный ключ. Он поддерживает различные типы данных, такие как отсортированные наборы, хэши, наборы, списки и строки. Ключи могут иметь любую длину до 512 МБ.
На следующем рисунке показана модель данных Redis.
MongoDB
MongoDB использует модель данных документа, которая в основном сохраняет данные во внешней памяти. Это решение хранит данные в виде сериализованных двоичных документов JSON (BSON). Максимальный размер документа составляет 16 МБ.
Архитектура MongoDB полезна для масштабирования больших объемов данных, поскольку она может увеличить возможности в зависимости от дискового пространства. Корпоративные пользователи также могут использовать механизм хранения в оперативной памяти для внедрения гибридного подхода. Можно использовать кэширование в памяти для часто используемых данных, но в то же время для сохранения данных в основном используется дисковое хранилище.
На следующем рисунке показана модель данных MongoDB.
Сходства между Redis и MongoDB
И Redis, и MongoDB – это базы данных NoSQL с гибкой схемой, горизонтальной масштабируемостью и высокой доступностью. Их можно использовать для более гибкого хранения неструктурированных данных, таких как документы и изображения. В отличие от реляционных баз данных, эта система позволяют создавать динамические модели данных, в которых не используются схемы.
Между этими двумя нереляционными базами данных есть сходства.
Вторичное индексирование
Redis и MongoDB обеспечивают вторичное индексирование. С помощью этой функции можно создавать дополнительные индексы в полях непервичного ключа. Создав эти дополнительные индексы, вы сможете быстрее запрашивать и извлекать данные при поиске по различным критериям. Вторичное индексирование повышает гибкость и производительность запросов в обеих базах данных NoSQL.
Репликация
Для обеспечения высокой доступности и долговечности MongoDB и Redis используют репликацию. Вы создаете наборы реплик (или кластеры), в которых базы данных NoSQL реплицируют данные между несколькими узлами для обеспечения избыточности. В обеих базах данных есть основной инстанс, который принимает операции записи, и один или несколько дополнительных инстансов, реплицирующих данные из основного. Если основной инстанс выйдет из строя, вторичный может взять на себя управление.
Производительность
И Redis, и MongoDB предоставляют ответы с малой задержкой и могут обрабатывать рабочие нагрузки с высокой пропускной способностью. Redis – это база данных в памяти, что означает, что она хранит данные в памяти. Эта система хранения данных позволяет Redis выполнять высокоскоростные операции чтения и записи. MongoDB сочетает в себе память и дисковое хранилище, что обеспечивает скорость и надежность обработки данных.
Ключевые отличия: Redis и MongoDB
Redis и MongoDB также имеют различия в своих функциях и возможностях. Вот еще несколько ключевых отличий между ними.
Масштабирование
Горизонтальное масштабирование позволяет MongoDB эффективно обрабатывать большие объемы данных. Сервис использует сегментирование для распределения данных по нескольким регионам и узлам. С помощью операций перекрестного сегментирования можно запрашивать и обновлять данные в нескольких сегментах.
Redis не обеспечивает такую же степень масштабируемости, как MongoDB. По умолчанию Redis использует только один сегмент для основных операций. Необходимо вручную поддерживать сегментирование на основе хеширования, что усложняет управление. Redis также не имеет функции кросс-сегментирования.
Доступность
И MongoDB, и Redis поддерживают доступность за счет репликации. Однако MongoDB поддерживает более высокую степень доступности за счет использования наборов реплик. MongoDB может создать до 50 копий ваших данных, распределенных по нескольким узлам, центрам обработки данных и даже географическим регионам. Сервис поддерживает механизмы автоматического аварийного переключения; если основной узел переходит в автономный режим, он выбирает новый основной узел из реплик.
Напротив, Redis по умолчанию не обеспечивает автоматического аварийного переключения. Пользователи-администраторы запускают аварийное переключение вручную, особенно если реплика находится в другом центре обработки данных. Для автоматического переключения на резервный ресурс необходимо настроить отдельный компонент под названием Redis Sentinel.
Целостность
MongoDB поддерживает атомарные, согласованные, изолированные и надежные транзакции (ACID) с несколькими документами. Таким образом вы можете поддерживать согласованность данных в нескольких операциях. Используя транзакции с несколькими документами, вы можете выполнять несколько операций как единое целое. В течение сеанса MongoDB фиксирует все изменения или отменяет их, что помогает обеспечить соответствие требованиям ACID.
И наоборот, Redis не предоставляет встроенной поддержки ACID. Однако с помощью команды MULTI можно сгруппировать несколько команд в одну атомарную операцию. Но само по себе это не решение. Вам также необходимо внедрить функцию отката в коде приложения, поскольку Redis изначально не поддерживает эту функцию в транзакциях.
Язык запросов
MongoDB обеспечивает высокую гибкость при выполнении запросов, позволяя осуществлять даже сложные пространственные вычисления и функции анализа данных. MongoDB использует язык запросов MongoDB (MQL), который поддерживает синтаксис, подобный JSON, для упрощения сложных запросов. С помощью MQL можно выполнять сложные запросы по одному или нескольким ключам, текстовому поиску и диапазонам.
А Redis оптимизирован для быстрых операций доступа по принципу «ключ-значение», а не для сложных запросов и поиска. Вы используете Redis в основном, предоставляя ключи и получая соответствующие данные. В Redis нет такого языка запросов, как MQL. Вместо этого предлагается широкий набор команд для взаимодействия с данными. Например, вы можете использовать команду GET для получения значений, указав соответствующие ключи.
Когда использовать Redis, а когда – MongoDB
Для временного хранения данных с возможностью быстрого выполнения запросов рекомендуется использовать Redis. Для длительного постоянного хранения сложных данных с расширенными запросами используйте MongoDB.
Redis обеспечивает быстрый доступ к часто используемым данным, что делает это решение пригодным для кэширования и хранения сеансов. Его можно использовать в приложениях реального времени или архитектурах, управляемых событиями, благодаря встроенной поддержке шаблонов обмена сообщениями модели «издатель-подписчик» (pub/sub). Это решение также предлагает расширенные структуры данных, такие как отсортированные наборы и списки, которые можно использовать для внедрения систем ограничения скорости, очередей задач и планирования заданий. Оно также эффективно для подсчета и агрегирования данных, что делает его пригодным для отслеживания данных таблицы лидеров или другой статистики.
А MongoDB вы можете использовать для хранения сложных данных приложений в любом масштабе. Здесь предлагаются более традиционные структуры баз данных и хранилища, не использующие схем, что позволяет разработчикам применять более гибкий подход. Система эффективно обрабатывает большие объемы записи и чтения и может работать с большими массивами данных. Ее можно использовать для управления контентом или масштабного управления профилями пользователей. MongoDB также имеет встроенные геопространственные индексы и поддерживает пространственные запросы, что делает сервис подходящим для приложений, основанных на местоположении, или данных с геопространственными компонентами.
Можно ли использовать Redis и MongoDB вместе?
Совместное использование Redis и MongoDB является общей стратегией во многих приложениях. Скорость Redis естественным образом дополняет возможности долгосрочного хранения MongoDB. Вы можете использовать Redis и MongoDB для оптимизации производительности базы данных, повышения масштабируемости и предоставления гибкой системы для ваших приложений.
Например, Redis можно использовать для обработки данных в реальном времени. Redis идеально подходит для сбора и обработки потоковых данных в реальном времени, так как справляется со сценариями обработки данных в реальном времени. Затем вы можете сохранить данные или результаты, обработанные с помощью Redis, в MongoDB для архивирования и более сложной интегрированной аналитики.
Другой пример – гибридная модель данных в Redis и MongoDB. Вы можете использовать хранилище ключ-значение Redis и документоориентированную модель MongoDB одновременно. Redis предоставляет простую систему доступа к метаданным, к которым вы часто обращаетесь, в то время как вы можете использовать MongoDB для более сложных структур данных.
Краткое описание различий Redis и MongoDB
| Redis |
MongoDB |
|
| Модель данных |
Ключевое значение на основе хранилища данных в памяти. |
Постоянная база данных документов. |
| Масштабирование |
Redis не предлагает такой обширной масштабируемости. |
База данных MongoDB обладает высокой масштабируемостью за счет горизонтального масштабирования, сегментирования и разбивки данных на разделы. |
| Доступность |
Для мониторинга кластеров на предмет автоматического аварийного переключения необходим отдельный компонент Redis Sentinel. |
Автоматическое аварийное переключение по умолчанию. |
| Целостность |
Redis предлагает команды для создания отдельных атомарных операций. Управление откатом должно осуществляться в коде приложения. |
MongoDB имеет встроенную поддержку многодокументных транзакций ACID и отката. |
| Язык запросов |
Redis использует команды для запросов. |
MongoDB использует язык запросов MongoDB (MQL) для взаимодействия с запросами и обработки данных. |
Как AWS может помочь в выполнении ваших требований к Redis и MongoDB?
Amazon Web Services (AWS) предоставляет множество предложений для поддержки работы с Redis и MongoDB.
Amazon MemoryDB – это совместимый с Redis надежный сервис базы данных в памяти, который обеспечивает сверхбыструю производительность. Он разработан специально для современных приложений, созданных с архитектурой микросервисов. MemoryDB надежно хранит данные в нескольких зонах доступности (AZ), используя журнал транзакций Multi-AZ, чтобы обеспечить быструю обработку отказа, восстановление базы данных и перезапуск узла. При высокой пропускной способности можно достичь задержек чтения в микросекунды и записи в несколько миллисекунд.
Amazon Elasticache – полностью управляемый сервис кэширования, который позволяет с легкостью настраивать кэш, управлять им и масштабировать его в облаке. С Elasticache вы можете увеличить скорость приложений и достичь микросекундной задержки чтения и записи за счет кэширования данных из первичных баз данных и хранилищ.
Amazon DocumentDB (совместимость с MongoDB) – это полностью управляемая нативная база данных документов JSON, которая легко масштабирует корпоративные рабочие нагрузки. Благодаря возможности хранить, запрашивать, индексировать и агрегировать данные в гибком формате JSON вы можете разрабатывать и развивать приложения быстрее, чем когда-либо. Используя управляемую базу данных, вы избавляетесь от необходимости вручную выполнять задачи по управлению базой данных, что повышает производительность и оптимизирует процесс разработки.
Начните работать с Redis и MongoDB на AWS, создав аккаунт сегодня.
