我個人認爲最本質的不同是Redis在很多方面具備數據庫的特徵，或者說就是一個內存數據庫系統，而Memcached只是簡單的K/V緩存，mongodb本質上是一個物理數據庫。
區別：
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性能（網絡IO模型）
Memcached是多線程，非阻塞IO複用的網絡模型。Memcache可以利用多核優勢，單實例吞吐量極高，可以達到幾十萬QPS,適用於最大程度扛量。
Redis使用單線程的IO複用模型。由於Redis只使用單核，而Memcached可以使用多核，所以在比較上，平均每一個核上Redis在存儲小數據時比Memcached性能更高。而在100k以上的數據中，Memcached性能要高於Redis，雖然Redis最近也在存儲大數據的性能上進行優化，但是比起Memcached，還是稍有遜色。 -
內存使用
MemCached可以修改最大內存，採用LRU算法。Redis增加了VM的特性，突破了物理內存的限制。
使用簡單的key-value存儲的話，Memcached的內存利用率更高，而如果Redis採用hash結構來做key-value存儲，由於其組合式的壓縮，其內存利用率會高於Memcache。
Memcached使用預分配的內存池的方式，使用slab和大小不同的chunk來管理內存，Item根據大小選擇合適的chunk存儲，內存池的方式可以省去申請/釋放內存的開銷，並且能減小內存碎片產生，但這種方式也會帶來一定程度上的空間浪費，並且在內存仍然有很大空間時，新的數據也可能會被剔除，原因可以參考Timyang的文章：http://timyang.net/data/Memcached-lru-evictions/
Redis使用現場申請內存的方式來存儲數據，並且很少使用free-list等方式來優化內存分配，會在一定程度上存在內存碎片，Redis跟據存儲命令參數，會把帶過期時間的數據單獨存放在一起，並把它們稱爲臨時數據，非臨時數據是永遠不會被剔除的，即便物理內存不夠，導致swap也不會剔除任何非臨時數據（但會嘗試剔除部分臨時數據），這點上Redis更適合作爲存儲而不是cache。 -
數據一致性
Memcached提供了cas命令，可以保證多個併發訪問操作同一份數據的一致性問題。CAS（Check and Set）是一個確保併發一致性的機制，屬於“樂觀鎖”範疇；原理很簡單：拿版本號，操作，對比版本號，如果一致就操作，不一致就放棄任何操作。
redis使用的是單線程模型，提供了事務的功能，可以保證一串 命令的原子性，中間不會被任何操作打斷，保證了數據按順序提交。 -
可靠性
memecache 把數據全部存在內存之中，斷電後會掛掉，數據不能超過內存大小。
redis有部份存在硬盤上，這樣能保證數據的持久性，支持數據的持久化。 -
數據備份
Redis支持數據的備份，即master-slave主從複製。 -
分佈式存儲
redis支持master-slave複製模式
memcache可以使用一致性hash做分佈式 -
數據支持類型
Memcached基本只支持簡單的key-value存儲，不過memcache還可用於緩存其他東西，例如圖片、視頻等等。
Redis除key/value之外，還支持list,set,sorted set,hash等衆多數據結構。也可以在服務器端直接對數據進行豐富的操作,這樣可以減少網絡IO次數和數據體積。 -
應用場景：
Memcached：動態系統中減輕數據庫負載，提升性能；做緩存，適合多讀少寫，大數據量的情況（如人人網大量查詢用戶信息、好友信息、文章信息等）。
Redis：適用於對讀寫效率要求都很高，數據處理業務複雜和對安全性要求較高的系統（如新浪微博的計數和微博發佈部分系統，對數據安全性、讀寫要求都很高）。 -
關於不同語言的客戶端支持
在不同語言的客戶端方面，Memcached和Redis都有豐富的第三方客戶端可供選擇，不過因爲Memcached發展的時間更久一些，目前看在客戶端支持方面，Memcached的很多客戶端更加成熟穩定，而Redis由於其協議本身就比Memcached複雜，加上作者不斷增加新的功能等，對應第三方客戶端跟進速度可能會趕不上，有時可能需要自己在第三方客戶端基礎上做些修改才能更好的使用。 -
應用舉例
memcache：Memcached 是一個高性能的分佈式內存對象緩存系統，用於動態Web應用以減輕數據庫負載。它通過在內存中緩存數據和對象來減少讀取數據庫的次數，從而提供動態、數據庫驅動網站的速度，現在已被LiveJournal、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等公司所使用。
redis：國內像新浪、淘寶，國外像 Flickr、Github等均在使用Redis的緩存服務。對於兩者的選擇還是要看具體的應用場景，如果需要緩存的數據只是key-value這樣簡單的結構時，我在項目裏還是採用memcache，它也足夠的穩定可靠。如果涉及到存儲，排序等一系列複雜的操作時，毫無疑問選擇redis。
有持久化需求或者對數據結構和處理有高級要求的應用，只能選擇redis，其他簡單的key/value存儲，選擇memcache。
應該說Memcached和Redis都能很好的滿足解決我們的問題，它們性能都很高，總的來說，可以把Redis理解爲是對Memcached的拓展，是更加重量級的實現，提供了更多更強大的功能。
需要慎重考慮的部分
1.Memcached單個key-value大小有限，一個value最大隻支持1MB，而Redis最大支持512MB
2.Memcached只是個內存緩存，對可靠性無要求；而Redis更傾向於內存數據庫，因此對對可靠性方面要求比較高
3.從本質上講，Memcached只是一個單一key-value內存Cache；而Redis則是一個數據結構內存數據庫，支持五種數據類型，因此Redis除單純緩存作用外，還可以處理一些簡單的邏輯運算，Redis不僅可以緩存，而且還可以作爲數據庫用
4.新版本（3.0）的Redis是指集羣分佈式，也就是說集羣本身均衡客戶端請求，各個節點可以交流，可拓展行、可維護性更強大。
參考鏈接：
https://blog.csdn.net/chaoluo001/article/details/70740307
https://www.cnblogs.com/EE-NovRain/p/3268476.html
https://blog.csdn.net/hhjianlong/article/details/73928653
https://www.cnblogs.com/haoyu521/p/5608309.html
https://www.cnblogs.com/JavaBlackHole/p/7726195.html