mysql和redis的区别

一.额外知识

1.为什么内存读取比硬盘读取快

在了解mysql和redis的区别之前,先来讨论一下额外的知识:为什么内存读取比硬盘读取快?

先看一个结论:内存读取至少比硬盘读取快10万倍

首先机械硬盘基本上的速度都在100MB-200MB 之间，SSD硬盘快一点,但是也是在500MB左右的水准，但是现在DDR4内存基本上都是50GB-100GB之间看频率,那这是为什么呢:拿机械硬盘举例，如果cpu要到硬盘里面去拿数据，它得走 I/O，然后机械硬盘还得转着找资源，找到了之后把数据写到内存,然后cpu才去内存里面读.

但是cpu如果要的数据在内存里面呢？它先读一级缓存，然后二级缓存，然后三级缓存，最后到内存里面去找,虽然它得走四步，硬盘读取也只比它多了两步调用，但是一级缓存的速度那基本上都是 1000G/s, 这三个缓存用的时间和硬盘读取的时间根本不是一回事儿，差距太大了

了解了为什么内存读取比硬盘读取快,再来看看为什么数据库比硬盘快?

2.为什么数据库比硬盘快

磁盘读取的话有磁道和扇区的一个概念，一个扇区是512byte, 然后每次读东西的时候都是 512byte往外拿，就算只读一个字节的东西一样会给512 ,这个和缓存行的概念是一样的

但是后来硬盘变大了，操作系统定义了一个4K对齐原则:就是每次读取4k,为什么要这样弄呢,因为硬盘大了放的东西就多了,比如:

如果一个学校里面有2000个学生
那么给学号的话是不是只需要4位数就能表示哪个学号是哪个学生了
但是如果有2000000个学生了呢？4位数的学号就不够用了,就得扩大位数
以前512byte的时候，索引4个字节就能搞定了，
但是现在硬盘变大了东西变多了4个字节搞不定了，要么就减少存储空间，
要么就扩大每次读取的数量

4k对齐解决了存储问题，但并没有解决读取速度的问题，因为是有带宽限制的，所以就出现了 SSD硬盘，它比传统的机械硬盘更好,具有快速读写、质量轻、能耗低以及体积小等优点.

4K对齐之后全量IO速度比一开始也快不了多少，那想让读取速度变快的关键在于解决全量 IO 的问题

如果一个盘里面放了一千个文档,想要找到其中的一个文档这很困难，
那如果用一百个文件夹去分类,每个文件夹里面只放部分相似的文档，
比如说Redis的文件夹就放Redis的文档,这样找文档的效率就大大提升了，
同理如果后面文档数量又变大了，变成了100W个那就可以采用文件夹套文件夹的方式去解决

可以理解将数据存放在表里，在表中建立了索引，然后将这一系列索引又放到索引表中，又将一系列的索引表放到了一个B+树中，然后将B+树放到了内存，这样效率就大大提升了,因为操作系统每次读取数据都是 4k 所以目前数据库的设计为数据表和索引表的大小都是4K,如比:
查一个数据，它就先判断在哪个区间，然后通过区间去找索引表，然后通过索引找到真正的数据表拿数据
但是硬盘读取就不一样了,它得随机I/O去找数据,有了数据库索引之后,直接就能通过找索引表就能命中数据了,效率大不一样。
总结:

硬盘和数据库的读取差距在于索引
数据表 -> 索引表 -> B+树

有了数据库的概念之后，那什么是关系型数据库呢？

3.关系型数据库

关系型数据库在建表的时候，必须给出这个表有多少个字段也就是多少列，而且要给出列的类型，给出列的类型之后它在硬盘开辟的空间就已经被定死了,如果存储的时候，建表是 5 个字段，然后只有1个字段有值，另外4个字段为空，那么其 4个字段就会被 0 填满

那么如果表的数据很多的时候，性能会降低吗？这个分两个情况：

并发高的时候，会受硬盘带宽的影响，这个和数据多不多没关系，主要是带宽问题
看sql的复杂程度，取决于sql ，如果说是行式数据库，完事查 sum 或者是 age 这种，本来就很慢，数据越多越慢

总结：关系型数据库倾向于行级存储

4.内存数据库

因为IO是有瓶颈的,虽然它优化的很好,但是速度还是不够用，所以出现了内存数据库:把数据存储到内存上的数据库，常见的有 Memcached 和 redis 等

Memcached 是 03 年出来的，Redis 是 09 年,虽然两者都是KV存储,但是有一个区别:Memcached的value是没有类型的，而 Redis 有五个基本数据类型,Redis给不同类型提供了很多方法,并且Redis是可以做持久化的,而Memcached没有提供持久化方案

好了,上面讲解了内存读取和硬盘读取速度,以及引入了关系型数据库和非关系型数据库(内存数据库/缓存数据库),下面就来看看关系型数据库Mysql和非关系型数据库Redis的区别

二.数据库类型不同

Mysql是关系型数据库，主要用于存放持久数据，将数据存放在硬盘中，读取速度相对较慢

Redis是NOSQL数据库，即非关系型数据库，也是缓存数据库，即数据存储在内存中，缓存的读取速度快，能够大大的提高运行效率，但是保存时间有限

缓存: 数据交换的缓冲区（cache）,当浏览器执行请求时，首先会对在缓存中进行查找，如果存在就获取,否则，就访问数据库

计算机中内存和硬盘的区别

内存具有易失性，只有在当通电系统启动的时候，内存中数据才会存在，当断电之后，内存中数据就不会再存在了,而数据存在硬盘中则不会这样，在硬盘中无论通电与否，数据都可以长期存放在硬盘中
容量不同，内存的容量一般比较小，硬盘的容量一般比较大
速度不同，数据在内存中的读写速度是要比硬盘中快的，在内存中处理数据性能更好

三.作用不同

mysql用于持久化的存储数据到硬盘，存储数据量大,功能强大，但是速度较慢

redis用于存储使用较为频繁的数据到内存中，存储数据量小,读取速度快,保存时间有限

mysql和redis因为需求的不同，一般都是配合使用,比如:当浏览器执行请求时，首先会在缓存中进行查找(redis中查找)，如果存在就获取,否则，就访问数据库,这样减少访问数据库的次数，提高运行效率

四.运行机制

MySQL数据库作为存储的关系型数据库，支持分布式事务,可以保证数据的一致性,相对薄弱的地方在于每次请求访问数据库时，都存在着I/O操作，如果反复频繁的访问数据库会产生以下问题：

1.会在反复链接数据库上花费大量的时间，从而导致运行效率过慢
2.反复的访问数据库也会导致数据库的负载过高，那么此时缓存的概念就衍生出来了

Redis是基于单线程的，效率比较高, 但不支持分布式事务,在并发访问时可能会出现数据不一致的情况,但是它的数据的读写速度快于传统的关系型数据库 MySQL: 是因为redis是基于内存操作的,故CPU不是性能瓶颈，机器的内存和宽带才是Redis的瓶颈。在实际应用中，Redis 只需要将数据一次性写入内存中，之后对数据的读取及修改则可以在内存中高效地执行，避免了磁盘寻道时间等硬盘操作时间带来的延迟，从而实现了高速访问、高效处理等功能