您应该使用内存数据库吗？
Posted: Sat Dec 28, 2024 6:09 am
许多网站和应用程序通常将数据存储在数据库中。从数据库读取和写入数据会显著影响应用程序的延迟。尽可能减少延迟非常重要，因为用户希望应用程序快速响应，而速度更快的网站在搜索引擎优化 (SEO) 方面表现更好。
写入数据库会增加延迟，因为数据库通常将数据写入磁盘而不是将其保存在内存中。数据库通常会应用压缩和加密，这会增加读取和写入数据的延迟。为了克服这些挑战，您可以使用内存数据库来快速存储和检索来自 RAM 而不是磁盘的数据。
本文讨论了内存数据库的工作原理、一些流行的选项以及与标准数据库相比的一些权衡。
什么是内存数据库？
内存数据库使用 RAM 而不是硬盘驱动器 (HDD) 或固态驱动器 (SSD) 来存储数据，从而大大降低了读取和写入数据的延迟。延迟减少主要有两个原因。首先，从内存访问数据比从磁盘访问数据更快；其次，用于在内存中存储数据的数据结构比磁盘存储更简单。因此，读取和写入数据时的 CPU 开销较低。
这种低延迟是有代价的，因为如果服务器发生故障，存储在内存中的数据将会丢失。与磁盘存储不同，断电后内存不会保留其内容，因此需要在弹性和速度之间进行权衡。
对于需要快速或实时数据的应用程序（例如排行榜或实时分析），内存数据库是极佳的选择。它们还有助于缓存 通常存储在基于磁盘的数据库中的数据，以减少对磁盘的读写次数并最大限度地减少延迟。
减少延迟对于网站来说尤其重要。发现网站响应迅速的用户更有可能继续使用它。此外，Google 和其他搜索引擎也将网站加载速度作为 SEO 的一个因素。快速的网站在搜索结果中排名更高，从而增加了用户访问您网站的机会。
内存数据库详解
由于内存数据库将数据存储在 RAM 中，因此它们的延迟远低于使用机械移动部件 美国 WhatsApp 手机号码列表 来访问正确磁盘位置的 HDD。然后，HDD 必须读取数据并通过存储设备和计算机之间的接口传输数据。此外，即使使用 SSD，RAM 的速度仍可提高 30 倍， 因为它具有性能更高的内存芯片和 CPU 接口。一些基准测试 表明，与使用独立的 MySQL 数据库相比，使用 MySQL 和 Redis（一种流行的内存数据库）作为缓存层可以将查询延迟降低多达 25%。
表示仅使用 MySQL 和同时使用 MySQL Redis 的请求数量的图表。
仅使用 MySQL 以及使用 MySQL 和 Redis 进行基准测试。（图片来源：DZone）
内存数据库速度快的第二个原因是，您可以优化 内存数据库使用的数据结构，以加快检索速度。例如，关系数据库通常使用B 树作为索引，允许快速搜索，同时支持读取和写入大型数据块到磁盘。内存数据库不需要将数据块写入磁盘，可以选择性能更高的数据结构，进一步减少延迟。内存数据库通常按原样存储和使用数据，而无需在数据库层进行任何转换或解析。这也有助于减少延迟，因为它加快了读取和写入时间。
由于技术进步，内存数据库变得越来越流行。首先，过去 20 年来，每 GB 的 RAM 价格大幅下降，这使得使用内存进行数据存储更加经济实惠。内存数据库解决方案和托管云服务的改进也有助于缓解其一些主要缺点。
此外， Redis等内存数据库现在可以将数据从内存快照到磁盘，从而允许在服务器发生故障时恢复数据。云服务提供地理复制，这意味着应用程序可以在出现问题时通过故障转移保持在线。这种成本降低和可靠性提高使内存数据库成为现代应用程序和网站的可行选择。
它们提高了性能。
由于它们存储数据的方式，它们的扩展更加简单。
它们通常可以提高应用程序的可靠性。
内存数据库通常将数据存储为非结构化或半结构化数据，而不是存储在复杂的关系模型中。非结构化数据使数据库的扩展更加简单，因为不需要将位于多个节点上的数据合并在一起，从而产生网络数据传输开销。
由于 RAM 中存储的数据具有易变性，因此提高应用程序的可靠性似乎有悖常理。但是，当用作缓存层时，内存数据库可以在请求高峰期间减轻主数据库的负担。缓存层还可以帮助降低成本，因为扩展传统数据库以加快频繁请求的速度，然后使用中央数据库进行长期存储的成本通常高于扩展内存数据库。
内存数据库的主要缺点是：
如果用作唯一数据库，则成本会增加
存储大小受限
安全功能较少
内存数据库通常不使用加密等安全功能，因为所有内容都必须存储在内存中，包括加密密钥。这些功能使加密数据变得无效，因为任何有权访问内存的恶意实体理论上也可以访问加密密钥。
内存数据库与传统数据库一起使用时可以降低成本。但是，当用作唯一数据库时，它们通常更昂贵，尤其是在存储大量数据时，因为内存的价格高于磁盘存储。这种成本还会限制您可以保留的数据量，因为将大型数据集存储在内存中会变得昂贵，并且通常需要多台服务器。
写入数据库会增加延迟，因为数据库通常将数据写入磁盘而不是将其保存在内存中。数据库通常会应用压缩和加密，这会增加读取和写入数据的延迟。为了克服这些挑战，您可以使用内存数据库来快速存储和检索来自 RAM 而不是磁盘的数据。
本文讨论了内存数据库的工作原理、一些流行的选项以及与标准数据库相比的一些权衡。
什么是内存数据库？
内存数据库使用 RAM 而不是硬盘驱动器 (HDD) 或固态驱动器 (SSD) 来存储数据，从而大大降低了读取和写入数据的延迟。延迟减少主要有两个原因。首先，从内存访问数据比从磁盘访问数据更快；其次，用于在内存中存储数据的数据结构比磁盘存储更简单。因此，读取和写入数据时的 CPU 开销较低。
这种低延迟是有代价的，因为如果服务器发生故障，存储在内存中的数据将会丢失。与磁盘存储不同，断电后内存不会保留其内容，因此需要在弹性和速度之间进行权衡。
对于需要快速或实时数据的应用程序（例如排行榜或实时分析），内存数据库是极佳的选择。它们还有助于缓存 通常存储在基于磁盘的数据库中的数据，以减少对磁盘的读写次数并最大限度地减少延迟。
减少延迟对于网站来说尤其重要。发现网站响应迅速的用户更有可能继续使用它。此外，Google 和其他搜索引擎也将网站加载速度作为 SEO 的一个因素。快速的网站在搜索结果中排名更高，从而增加了用户访问您网站的机会。
内存数据库详解
由于内存数据库将数据存储在 RAM 中，因此它们的延迟远低于使用机械移动部件 美国 WhatsApp 手机号码列表 来访问正确磁盘位置的 HDD。然后，HDD 必须读取数据并通过存储设备和计算机之间的接口传输数据。此外，即使使用 SSD，RAM 的速度仍可提高 30 倍， 因为它具有性能更高的内存芯片和 CPU 接口。一些基准测试 表明，与使用独立的 MySQL 数据库相比，使用 MySQL 和 Redis（一种流行的内存数据库）作为缓存层可以将查询延迟降低多达 25%。
表示仅使用 MySQL 和同时使用 MySQL Redis 的请求数量的图表。
仅使用 MySQL 以及使用 MySQL 和 Redis 进行基准测试。（图片来源：DZone）
内存数据库速度快的第二个原因是，您可以优化 内存数据库使用的数据结构，以加快检索速度。例如，关系数据库通常使用B 树作为索引，允许快速搜索，同时支持读取和写入大型数据块到磁盘。内存数据库不需要将数据块写入磁盘，可以选择性能更高的数据结构，进一步减少延迟。内存数据库通常按原样存储和使用数据，而无需在数据库层进行任何转换或解析。这也有助于减少延迟，因为它加快了读取和写入时间。
由于技术进步，内存数据库变得越来越流行。首先，过去 20 年来，每 GB 的 RAM 价格大幅下降，这使得使用内存进行数据存储更加经济实惠。内存数据库解决方案和托管云服务的改进也有助于缓解其一些主要缺点。
此外， Redis等内存数据库现在可以将数据从内存快照到磁盘，从而允许在服务器发生故障时恢复数据。云服务提供地理复制，这意味着应用程序可以在出现问题时通过故障转移保持在线。这种成本降低和可靠性提高使内存数据库成为现代应用程序和网站的可行选择。
它们提高了性能。
由于它们存储数据的方式，它们的扩展更加简单。
它们通常可以提高应用程序的可靠性。
内存数据库通常将数据存储为非结构化或半结构化数据，而不是存储在复杂的关系模型中。非结构化数据使数据库的扩展更加简单，因为不需要将位于多个节点上的数据合并在一起，从而产生网络数据传输开销。
由于 RAM 中存储的数据具有易变性，因此提高应用程序的可靠性似乎有悖常理。但是，当用作缓存层时，内存数据库可以在请求高峰期间减轻主数据库的负担。缓存层还可以帮助降低成本，因为扩展传统数据库以加快频繁请求的速度，然后使用中央数据库进行长期存储的成本通常高于扩展内存数据库。
内存数据库的主要缺点是：
如果用作唯一数据库，则成本会增加
存储大小受限
安全功能较少
内存数据库通常不使用加密等安全功能，因为所有内容都必须存储在内存中，包括加密密钥。这些功能使加密数据变得无效，因为任何有权访问内存的恶意实体理论上也可以访问加密密钥。
内存数据库与传统数据库一起使用时可以降低成本。但是，当用作唯一数据库时，它们通常更昂贵，尤其是在存储大量数据时，因为内存的价格高于磁盘存储。这种成本还会限制您可以保留的数据量，因为将大型数据集存储在内存中会变得昂贵，并且通常需要多台服务器。