[Redis] 개념 정리 및 설치

새로 이직한 회사에서 Redis 의 활용을 굉장히 많이 하고 있습니다. Redis 에 대해서 공부를 하기 위해 관련 내용을 정리중에 있습니다.

redis란?

Remote Dictionary Server
Main Memory 에 저장해서 쉽고 빠르게 데이터를 접근하기 위하 개념
Database 보다 더 빠른 Memory이며, 더 자주 접근하고 덜 자주 바뀌는 데이터를 저장

이외 에도 다음과 같은 특징들을 갖고 있습니다.

Database, Cache, Message broker
In-memory Data Structure Store
Open Source(BSD 3 License)
Support data structures
- Strings, set, sorted-set, hashes, list
- Hyperloglog, bitmap, geospatial index
- Stream

비슷한 종류로는 MemCache 가 있습니다. Redis에 알아가면서 자주 접하는 키워드가 Cache 입니다. Cache 에 대해서도 한번 접근해보도록 하겠습니다.

Cache란?

나중의 요청에 대한 결과를 미리 저장했다가 빠르게 서비스 해주는 것을 의미
- ex) Factorial 계산

CPU Cache

CPU Register > CPU Cache > Main Memory (DRAM) > Storage (SSD, HDD)

Cache 전략

Cache 전략은 크게 2가지 방식이 있습니다.

Look aside Cache

Memory Cache를 이용하게 되면 훨씬 더 빠른 속도로 서비스가 가능합니다.

웹 서버는 데이터가 존재하는지 Cache를 먼저 확인
Cache에 데이터가 있으면 Cache에서 확인
Cache에 데이터가 없다면 DB에서 조회
DB에서 얻어온 데이터를 Cache에 다시 저장

Write Back

Memory Cache를 이용하게 되면 훨씬 더 빠른 속도로 서비스가 가능합니다.

쓰기가 굉장히 빈번한 경우에 사용 - 로그를 데이터베이스의 저장하는 경우

웹 서버는 모든 데이터를 Cache에만 저장
Cache에 특정 시간동안의 데이터가 저장
Cache에 있는 데이터를 DB에 저장
DB에 저장된 데이터를 삭제

이러한 Cache 의 구조를 통해서 다음과 같은 특징들을 갖고 있습니다.

특징

Redis 활용처
- Remote Data Store
- A서버, B서버, C서버에서 데이터를 공유하고 싶을때
- 한대에서만 필요한다면, 전역 변수를 쓰면 되지 않을까?
- Redis 자체가 Atomic을 보장해준다. (싱글 쓰레드)
- 주로 많이 쓰는 곳들
- 인증 토큰 등을 저장(Strings 또는 Hash)
- Ranking 보드로 사용(Sorted Set)
- 유저 API Limit
- 잡 큐(List)
Redis는 기본적으로 Single Thread
단순한 Key-Value 구조
Redis 자료구조는 Atomic Critical Section에 대한 동기화를 제공
서로 다른 Transaction Read/Write를 동기화

활용

좋아요 처리
사용자 세션관리
유저 인증 토큰 저장
메세지 큐잉
최근 검색 목록

장점

여러 서버에서 같은 데이터를 공유해야 하는 세션 정보를 활용할 수 있습니다.

단점

In-memory 방식이기 때문에 장애 발생시 데이터 유실이 발생할 수 있습니다.

설치

Redis 설치는 공식 사이트에서 관련 정보를 찾아서 쉽게 설치할 수 있습니다. - Redis 공식사이트

Docker를 통해서 설치를 진행하였습니다. Redis 공식 Docker hub 를 통해서 쉽게 설치할 수 있었습니다.

# redis docker-compose

version: '3'

services:
  redis:
    container_name: redis
    image: redis:latest
    ports:
      - 6379:6379
    command: redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf
    volumes:
      - /Users/lsh/Desktop/docker_home/redis/data/:/data
      - /Users/lsh/Desktop/docker_home/redis/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - /Users/lsh/Desktop/docker_home/redis/acl/users.acl:/etc/redis/users.acl

사용 방법

String

key와 value가 일 대 일 관계입니다.
key와 value 모두 최대 길이는 512MB입니다.
key를 구성할때 단어 사이에 구분자를 사용하는 것이 좋습니다.
예를 들어 _ 등을 사용해서 key를 구성하면 쉽게 알아볼 수 있습니다.
특히, Enterprise 버전에서 SQL(select) 사용을 고려한다면 다른 구분자보다 _ 사용을 추천합니다.

List

Lists는 key와 value가 일 대 다 관계입니다.
value는 입력된 순서대로 저장됩니다.
value가 저장되면 키(리스트)는 생성됩니다. 키에 value가 하나도 없으면 키는 삭제됩니다.
즉, 키(리스트)의 생성과 삭제를 위한 별도의 작업은 필요없습니다.

Set

Sets는 key와 value가 일 대 다 관계입니다.
Value는 입력된 순서와 상관없이 저장되며, 중복되지 않습니다. 즉, value A가 2번 저장되도 결과적으로 하나만 남습니다.

Sorted Set

key 하나에 여러개의 score와 value로 구성됩니다.
Value는 score로 sort되며 중복되지 않습니다.
score가 같으면 value로 sort됩니다.

Hash

key 하나에 여러개의 field와 value로 구성됩니다.
key 하나에 field와 value 쌍을 40억개(4,294,967,295)까지 저장 가능합니다.
Hashes가 field와 value로 구성된다는 면에서 RDB의 table과 비슷합니다.
Hash key는 table의 PK, field는 column, value는 value로 보면 됩니다.
Table의 column 수는 일반적으로 제한이 있는 반면, Hash의 field 수는 40억개로 거의 무제한에 가깝습니다.
Table에서 column을 추가하려면 alter문으로 미리 table을 변경해야 하나, Hash에서는 그런 사전 작업이 필요없습니다. 따라서 field의 추가/삭제는 자유롭습니다. Field의 추가/삭제는 해당 key에만 영향을 미칩니다.

정리

Database 보다 더 빠른 Memory이며, 더 자주 접근하고 덜 자주 바뀌는 데이터를 저장합니다.
- 세션 및 토큰, 최근 검색 목록 관리에 활용할 수 있습니다.
Redis는 String, List, Sorted Set, Hash, Stream 등의 자료구조를 지원합니다.

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