Les outils de mise en cache de la gestion des données en mémoire stockent les données fréquemment consultées dans la mémoire, ce qui améliore considérablement les performances en réduisant la fréquence d'accès à la base de données. Les outils de mise en cache de la gestion des données en mémoire sont si nombreux qu'il vaut la peine de se pencher sur les forces et les faiblesses de chacun d'entre eux. Dans ce guide, nous allons comparer les options les plus populaires afin que vous puissiez choisir le bon outil.
Examen des outils
Dans cette première section, nous examinerons les outils suivants, en fournissant une description, suivie des avantages et des défis :
- Redis
- Memcached
- Apache Ignorer
- Hazelcast
- Aérospike
Plongeons dans le vif du sujet.
Redis
Redis, abréviation de Remote Dictionary Server, est un outil populaire de gestion de données en mémoire, connu pour sa vitesse, sa polyvalence et son évolutivité. Il prend en charge une grande variété de structures de données, notamment les suivantes :
- Cordes
- Listes
- Jeux
- Hachures
- Bitmaps
Redis est également très évolutif et peut être facilement distribué sur plusieurs serveurs.
En règle générale, nous utilisons Redis pour mettre en cache les données qui répondent aux critères suivants :
- Fréquemment consulté
- Coûteux à calculer ou à extraire
- Lire plus que mis à jour
- Peu sensible
Les données relatives aux sessions des utilisateurs, les compteurs de limitation de débit des API, ou même les résultats de calculs complexes sont souvent ce que l'on peut choisir de mettre en cache avec Redis.
Au-delà de la mise en cache, Redis offre des paradigmes de messagerie Pub/Sub, des flux pour la journalisation et l'agrégation de données, ainsi que des capacités de script Lua. Sa légèreté et sa large prise en charge des langages de programmation en font l'un des favoris de l'industrie.
Avantages de la mise en cache
- Structures de données polyvalentes: Redis prend en charge les chaînes de caractères, les ensembles, les listes, les hachages, les images bitmap, etc., ce qui permet de mettre en place des stratégies de mise en cache variées et complexes.
- Persistance des données: Redis vous permet de reconstruire le cache après un redémarrage sans surcharger vos bases de données primaires.
- Opérations atomiques : L'atomicité garantit l'intégrité des données, ce qui rend Redis idéal pour des tâches telles que l'analyse en temps réel.
Limites
- Modèle à un seul fil: Bien que le modèle à un seul fil simplifie l'architecture, il n'offre pas forcément les meilleures performances pour toutes les tâches de mise en cache. Cependant, vous pouvez exploiter Redis Clusters pour permettre le partage automatique des données entre plusieurs nœuds, ce qui permet une mise à l'échelle horizontale et une haute disponibilité.
- Utilisation de la mémoire: En raison de la richesse de ses structures de données, Redis consomme parfois plus de mémoire que d'autres solutions de mise en cache.
Si vous souhaitez en savoir plus sur Redis, consultez cette vidéo qui explique pourquoi Redis est si rapide. Si vous souhaitez l'essayer vous-même, vous pouvez déployer une instance Redis à un seul nœud ou un cluster Redis Sentinel complet en un seul clic à partir de l'App Marketplace de Linode.
Memcached
Memcached est un système de mise en cache de la mémoire distribuée à usage général, souvent utilisé pour accélérer les sites web dynamiques basés sur des bases de données en mettant en cache des données et des objets dans la mémoire vive. Il est réputé pour sa simplicité et ses performances. Memcached est un bon choix pour les besoins simples de mise en cache, et il est très efficace pour stocker et récupérer de grandes quantités de données. Si vous avez simplement besoin de mettre en cache des chaînes de caractères ou des structures de données relativement plates, la simplicité et l'architecture multithread de Memcached peuvent vous offrir d'excellentes performances.
Bien que son utilisation principale reste la mise en cache, l'utilité de Memcached s'est étendue au stockage des sessions et à la mise en cache des pages dans les applications web dynamiques. Son architecture est intrinsèquement évolutive et permet d'ajouter ou de supprimer facilement des nœuds dans le système.
Avantages de la mise en cache
- Simplicité: La conception simple de Memcached le rend facile à intégrer et à utiliser.
- Multithreaded (multithread) : Cela permet à Memcached de gérer efficacement plusieurs tâches, offrant ainsi de meilleures performances pour les besoins simples de mise en cache.
- L'éviction du dernier utilisateur (LRU): Memcached utilise un mécanisme LRU pour l'éviction, ce qui optimise l'utilisation de la mémoire.
Limites
- Types de données limités: Memcached prend principalement en charge les valeurs de type chaîne, ce qui n'est pas forcément idéal pour les stratégies de mise en cache complexes.
- Pas de persistance: Les données mises en cache peuvent être perdues si le système redémarre.
Apache Ignorer
Apache Ignite est un outil de gestion de données distribuées en mémoire qui offre un large éventail de fonctionnalités, notamment le partitionnement des données, la réplication et la prise en charge de SQL. C'est un bon choix pour les applications qui nécessitent des performances et une évolutivité élevées, et il peut également être utilisé pour des tâches informatiques distribuées. Si votre cache nécessite des capacités de calcul, telles que l'exécution d'analyses sur les données mises en cache, les fonctionnalités de calcul distribué d'Ignite peuvent être un bon choix.
Un autre élément à prendre en compte est de savoir si votre modèle de données est relationnel ou non, ou si vous souhaitez interroger votre cache à l'aide de SQL. Apache Ignite prend cela en charge dès le départ.
Conçu pour traiter de grands volumes de données avec une faible latence, Apache Ignite est souvent utilisé dans des scénarios tels que les suivants :
- Applications à l'échelle du web
- Analyse en temps réel
- Traitement hybride transactionnel/analytique
Avantages de la mise en cache
- Requêtes SQL: Ignite vous permet d'exécuter des requêtes SQL sur vos données mises en cache.
- Calcul distribué: Ignite offre des fonctionnalités pour l'informatique distribuée, ce qui le rend adapté aux tâches analytiques sur les données mises en cache.
- Polyvalence: Outre la mise en cache, Ignite peut également servir de base de données en mémoire à part entière.
Limites
- Complexité: Le large éventail de fonctionnalités d'Ignite peut être accablant et conduire à une courbe d'apprentissage plus raide.
- Surcharge de mémoire: Les métadonnées du système peuvent consommer une part importante de la mémoire.
Hazelcast
Hazelcast est une grille de données en mémoire qui peut servir de cache distribué. Il est connu pour ses hautes performances et sa fiabilité, et offre un large éventail de fonctionnalités, notamment le partitionnement des données, la réplication et le basculement. Hazelcast propose des stratégies avancées de distribution des données et de basculement pour une disponibilité et une fiabilité élevées, ce qui peut s'avérer important pour certains scénarios de mise en cache.
Si vous exécutez une application basée sur Java, la conception centrée sur Java de Hazelcast offre d'excellentes performances et une bonne intégration. Cet outil a gagné en popularité parmi les entreprises basées sur Java en raison de ses capacités de calcul distribué. Il est souvent utilisé pour la mise en grappe de sessions web, la mise en cache distribuée et le streaming en temps réel.
Avantages de la mise en cache
- Intégration Java: Hazelcast est basé sur Java, ce qui offre d'excellentes performances et une bonne intégration pour les applications Java.
- Distribution des données: Des mécanismes avancés de distribution des données et de basculement assurent une disponibilité et une fiabilité élevées.
- Évolutivité: Il peut facilement s'étendre pour traiter de grands ensembles de données.
Limites
- Limitation linguistique: Comme il est centré sur Java, Hazelcast n'est pas forcément le premier choix pour les applications non Java.
- Complexité opérationnelle: Il peut être difficile de garantir des configurations cohérentes entre les nœuds.
Aérospike
Aerospike est une base de données NoSQL qui peut également être utilisée comme outil de mise en cache de la gestion des données en mémoire. Elle est connue pour ses performances élevées et son évolutivité, et elle prend en charge un large éventail de types de données. Aerospike est un bon choix pour les applications qui requièrent des performances et une évolutivité élevées, et il peut également être utilisé pour l'analyse en temps réel.
Outre la mise en cache, les points forts d'Aerospike sont la personnalisation des plateformes numériques, la détection des fraudes en temps réel et les moteurs de recommandation. Ses performances prévisibles à grande échelle en font le favori des industries ayant des besoins massifs en matière de transactions de données.
Avantages de la mise en cache
- Mémoire hybride: Aerospike peut fonctionner à la fois avec de la mémoire vive et des disques SSD, ce qui permet une gestion efficace de la mémoire.
- Réplication entre centres de données: Elle garantit la haute disponibilité des systèmes distribués.
- Vitesse: Aerospike est conçu pour répondre à des besoins de haute performance, ce qui le rend idéal pour les applications de big data en temps réel.
Limites
- Frais généraux de configuration: L'adaptation d'Aerospike à des cas d'utilisation spécifiques peut nécessiter un réglage approfondi.
- Coût: La version entreprise d'Aerospike, qui offre des fonctionnalités supplémentaires, est assortie de frais de licence.
Comparaison de caractéristiques spécifiques
En ce qui concerne les capacités spécifiques, comment ces différents outils se comparent-ils ? C'est ce que nous allons découvrir.
Simplicité et polyvalence
Bien que tous ces outils servent de solutions de mise en cache, Redis se distingue souvent par sa facilité d'installation et sa prise en charge d'une grande variété de structures de données, ce qui le rend polyvalent pour divers scénarios de mise en cache.
Langue et intégration
La nature agnostique du langage de Redis lui donne un avantage lorsqu'il s'agit d'intégrer des applications écrites dans différents langages. Cependant, pour les applications Java, Hazelcast offre une intégration étroite et de bonnes performances.
Capacités de gestion des données
Lorsqu'il s'agit de gérer des données relationnelles ou d'interroger des caches à l'aide de SQL, Apache Ignite présente un avantage certain. Redis offre quant à lui un contrôle plus granulaire sur les politiques d'expiration des données. Lorsque la mémoire est très sollicitée, l'architecture de mémoire hybride d'Aerospike devient essentielle.
Calculs et performances
La force d'Ignite réside dans ses fonctionnalités de calcul distribué, idéales pour ceux qui ont besoin d'analyses sur les données mises en cache. Par ailleurs, l'architecture multithread de Memcached peut potentiellement surpasser Redis pour les tâches de mise en cache les plus simples.
Haute disponibilité et fiabilité
Dans les scénarios qui exigent une haute disponibilité et des mécanismes de basculement, les stratégies de distribution des données de Hazelcast pourraient changer la donne. De même, la réplication entre centres de données d'Aerospike peut s'avérer cruciale pour la mise en cache dans les systèmes distribués.
En résumé
L'outil de mise en cache de la gestion des données en mémoire le mieux adapté à vos besoins dépendra de vos exigences spécifiques.
- Si vous avez besoin d'un outil rapide, polyvalent et évolutif, Redis ou Apache Ignite sont de bonnes options.
- Si vous avez besoin d'un outil simple et efficace pour des besoins simples de mise en cache, Memcached est un bon choix.
- Si vous avez besoin d'un outil offrant de hautes performances et une grande évolutivité pour les applications Java, Hazelcast est un bon choix.
- Si vous avez besoin d'un outil offrant de hautes performances et une grande évolutivité pour l'analyse en temps réel, Aerospike est un bon choix.
J'espère que cette petite fiche vous aidera à comprendre le fonctionnement de ces outils en mémoire, leur utilité et leurs limites. La documentation de Linode contient une multitude de ressources et de guides sur les stratégies et les outils de cache. Consultez-les dès aujourd'hui !
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