内存数据库的技术特点以及常用的内存数据库！

内存数据库是以内存为主要存储介质的数据库，它将数据存放在内存中直接操作。传统的磁盘数据库，需要频繁访问磁盘，但受磁头的机械移动和系统调用时间等影响，当访问的数据量很大，且操作频繁时，基于磁盘的数据库会受到很大影响。

内存的读写速度，相比较于磁盘高出几个数量级，例如：双通道DDR3—1333内存，可以达到9300 MB/s（兆字节每秒，指每秒传输的字节数量），一般磁盘约为150 MB/s（兆字节每秒）。随机访问时间更是以毫秒计，一般磁盘约10 ms（毫秒），而双通道DDR3—1333内存，可以达到0.05 ms（毫秒）。

因此，内存数据库最大的特点就是“性能好、速度快”，它能提高应用的性能，更有效地使用CPU周期和内存。

内存数据库抛弃了“磁盘数据管理”的传统方式，基于全部数据都在内存中重新设计了体系结构，并且在“数据缓存、快速算法、并行操作”方面也进行了相应的改进，所以内存数据库的数据处理速度，要比传统数据库的数据处理速度快很多（一般都在10倍以上）。内存数据库的最大特点是，其“主拷贝”或“工作版本”常驻内存，即活动事务只与实时内存数据库的内存拷贝打交道。由于内存在系统中是稀缺的资源，内存数据库的容量大小受物理内存的限制，因此内存数据库中所管理的数据，通常只有“热点”或者“高频数据”，而不是全部数据。同时，内存数据库也会被要求根据灵活的策略与磁盘数据库进行数据同步。

内存数据库的技术特点如下：

1、 采用复杂的数据模型表示数据结构，数据冗余小，易扩充，实现了数据共享。
2、 具有较高的数据和程度独立性，数据库的独立性有“物理独立性”和“逻辑独立性”。
3、 内存数据库为用户提供了方便的用户接口。
4、 内存数据库提供4个方面的数据控制功能，分别是“并发控制、恢复、完整性和安全性。数据库中的各个应用程序所使用的数据，由数据库统一规定，按照一定的数据模型组织和建立，由系统统一管理和集中控制。
5、 系统的灵活性非常好。

常用的内存数据库有哪些？

1、 Memcached

Memcached是一种基于Key—Value的开源缓存服务器系统，主要用做数据库的数据高速缓冲，并不能完全称为数据库。Memcached具有多种语言的客户端开发包，包括：Perl、PHP、Java、C、Python、Ruby、C#。

Memcached的API（应用程序编程接口），使用32位循环冗余校验（CRC—32）计算键值后，将文件分散在不同的机器上。当表格满了以后，接下来新增的文件会以“LRU”机制替换掉。由于Memcached通常只是当做“缓存系统”使用，所以使用Memcached的应用程序，在写回较慢的系统时（像是后端的数据库），需要额外的程序更新Memcached内的文件。

Memcached的守护进程是用C语言编写的，客户端可以用任何语言来编写，并通过Memcached协议与守护进程通信。但是Memcached并不提供冗余（例如，复制其Hashmap条目）；当某个服务器S停止运行或崩溃，所有存放在S上的“键/值对”都将丢失。

2、 Redis

Redis是一个Key—Value存储系统，和Memcached类似，它支持存储的值类型相对更多，包括“String（字符串）、List（链表）、Set（集合）、ZSet（顺序集合）和Hash（哈希类型）”。

与Memcached一样，Redis为了保证效率，数据都是缓存在内存中。两者的区别是，Redis会周期性地把更新的数据写入磁盘，或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了“主从同步”。主从同步是指数据可以从“主服务器”向任意数量的“从服务器”上同步，“从服务器”可以是关联其他“从服务器”的主服务器。

Redis的出现，很大程度上弥补了Memcached这类“Key—Value”存储的不足。它在部分场合可以对关系数据库起到很好的补充作用。

3、 MongoDB

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库，由C++语言编写，旨在为Web应用提供可扩展性的高性能数据存储解决方案。

MongoDB是一个介于“关系型数据库”与“非关系型数据库”之间的产品，它是“非关系型数据库”当中功能最丰富、与“关系型数据库”最接近的。它支持的数据结构非常松散，是类似于json的Bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。

MongoDB最大的特点是，支持的查询语言非常强大，其语法类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似“关系数据库单表查询”的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

MongoDB也可以作为内存数据库使用，它有一个非常酷的设计，就是可以使用“内存映射文件”来处理对磁盘文件中数据的读写请求。也就是说，MongoDB并不对内存和磁盘这两者进行区别对待，只是将文件看作是一个巨大的数组，然后以字节为单位，访问其中的数据，剩下的交由操作系统去处理。正是这个设计决策，才使得MongoDB可以无需任何修改，就能够运行于内存之中。

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