About Redis

Redis란?

1. NOSQL이란?

RDBMS는 보통 “관계형 데이터베이스”라고 하며 반면 NOSQL은 “비관계형 데이터베이스”이다. 보통 NOSQL은 키-밸류나 컬럼, 문서 형식의 데이터 모델을 이용한다.
(RDBMS가 아닌 다른 형태로 데이터를 저장하는 기술이라고 생각하면 된다.)
NOSQL: Not Only SQL, 비관계형 데이터베이스

• 그렇다면 왜, 언제 NOSQL을 쓰는 걸까? 아주 많은 양의 데이터를 효율적으로 처리가 필요할 때, 데이터의 분산처리, 빠른 쓰기 및 데이터의 안정성이 필요할 때 사용한다. 특정 서버에 장애가 발생했을 때에도 데이터 유실이나 서비스 중지가 없는 형태의 구조이기 때문에, NOSQL을 사용한다.

1–1. NOSQL의 종류

1)키-밸류 스토리지형 키-밸류형: Redis, memcached, Coherence,
2)열 지향 와이드 컬럼 스토어: Cassandra, HBASE, Cloud Database
3) 문서형: MongoDB, Couchbase, MarkLogic, DynamicDB MS-DocumentDB
4) 그래프형: Neo4j

2. 레디스(Redis)란?

REDIS(REmote Dictionary Server)는 메모리 기반의 “키-값” 구조 데이터 관리 시스템이며, 모든 데이터를 메모리에 저장하고 조회하기에 빠른 Read, Write 속도를 보장하는 비 관계형 데이터베이스이다.
레디스는 크게 5가지< String, Set, Sorted Set, Hash, List >의 데이터 형식을 지원한다.
Redis는 빠른 오픈 소스 인 메모리 키-값 데이터 구조 스토어이며, 다양한 인 메모리 데이터 구조 집합을 제공하므로 사용자 정의 애플리케이션을 손쉽게 생성할 수 있다.
그렇다면 레디스의 특징과 유사한 Memcahed와 비교하고 싶다.

Memcached의 기본적인 특징

• 처리 속도가 빠르다.(데이터가 메모리에만 저장되므로 빠르다. 즉, 속도가 느린 Disk를 거치지 않는다.)
• 데이터가 메모리에만 저장된다.(프로세스가 죽거나 장비가 Shutdown되면 데이터가 사라진다.)
• 만료일을 지정하여 만료가 되면 자동으로 데이터가 사라진다.(Cache이기에)
• 저장소 메모리 재사용( 만료가 되지 않았더라도 더 이상 데이터를 넣을 메모리가 없으면 LRU(Least recently used) 알고리즘에 의해 데이터가 사라진다.)
  그래서, 보통 대형 포털들에서 Static page, 또는 검색 결과 등을 캐쉬하는데 많이 사용한다.

아래는 레디스 구조를 이미지화 한 조대협 님의 블로그에서 가져온 그림이다.

• https://bcho.tistory.com/654

3. 레디스(Redis) 특징

영속성을 지원하는 인메모리 데이터 저장소.
읽기 성능 증대를 위한 서버 측 복제를 지원한다.
(Redis가 실행중인 서버가 충돌하는 경우 장애 조치 처리와 함께 더 높은 읽기 성능을 지원하기 위해 슬레이브가 마스터에 연결하고 전체 데이터베이스의 초기 복사본을 받는 마스터 / 슬레이브 복제를 지원한다. 마스터에서 쓰기가 수행되면 슬레이브 데이터 세트를 실시간으로 업데이트하기 위해 연결된 모든 슬레이브로 전송된다.)
문자열, 리스트, 해시, 셋, 정렬된 셋과 같은 다양한 데이터형을 지원한다. 쓰기 성능 증대를 위한 클라이언트 측 샤딩(Sharding)을 지원한다.

• 샤딩(Sharding) - 파티셔닝(Partitionong)과 동일하다. 같은 테이블 스키마를 가진 데이터를 다수의 데이터베이스에 분산하여 저장하는 방법을 의미한다.

4. 레디스(Redis)의 장점

리스트, 배열과 같은 데이터를 처리하는데 유용하다.
value 값으로 문자열, 리스트, Set, Sorted set, Hash 등 여러 데이터 형식을 지원하기에, 다양한 방식으로 데이터를 활용할 수 있다. 리스트형 데이터 입력과 삭제가 MySQL에 비해서 10배정도 빠르다고 한다.
여러 프로세스에서 동시에 같은 key에 대한 갱신을 요청할 경우, Atomic 처리로 데이터 부정합 방지 Atomic처리 함수를 제공한다.(원자성을 잘 지킨다)
메모리를 활용하면서 영속적인 데이터 보존
명령어로 명시적으로 삭제, expires를 설정하지 않으면 데이터가 삭제되지 않는다.
스냅샷(기억장치) 기능을 제공하여 메모리의 내용을 *.rdb 파일로 저장하여 해당 시점으로 복구할 수 있다.
Redis Server는 1개의 싱글 쓰레드로 수행되며, 따라서 서버 하나에 여러개의 서버를 띄우는 것이 가능하다.
Master — Slave 형식으로 구성이 가능함, 데이터 분실 위험을 없애주는 것이 바로 Master — Slave 방식이다.

Docker에서 Redis 실행하기

// 이미지 풀
docker pull redis:alpine

// 네트워크 생성
docker network create redis-net

// 레디스 실행 (앞서 만든 네트워크로 실행)
docker run --name my-redis -p 6379:6379 --network redis-net -v my/folder:/data -d redis:alpine redis-server --appendonly yes

// 레디스 CLI로 레디스 서버에 접속
docker run -it --network redis-net --rm redis:alpine redis-cli -h my-redis

Spring에서 Redis 실행하기

• build.gradle에 의존성 추가

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis'
RedisTemplate vs Repository

데이터를 레디스에서 CRUD할 때 두가지 방식이 있다.

• RedisTemplate: 비교적 Low한 방식으로 직접 키값으로 밸류를 set, get하는 방식. 자유도가 높지만 코드가 지저분해지고 통제가 안될 수 있음, Transaction 활용 가능
• Repository: 비교적 추상화된 방식. JPA를 쓰는 것과 비슷한 방식으로 클래스를 엔티티로 만들고 객체를 저장, 관리할 수 있음, Transaction 기능 없음.

@RedisHash

클래스를 선언하고 @RedisHash를 붙이면 해당 클래스는 인스턴스를 레디스에 저장할 수 있게 됨. 프로퍼티는 value, timeToLive가 있다.

value(String): 엔티티가 레디스에 저장될 때의 키값(KeySpace)를 지정. 보통 클래스이름을 쓴다.
timeToLive(long): TTL(time to live: 데이터가 레디스에 얼만큼의 시간동안 저장되어 있을지)를 지정. -1로 지정하면 지워지지 않는다. default는 -1. 단위는 초. (10으로 설정하면 객체가 저장된 후 10초 뒤 자동으로 삭제된다.)

@TimeToLive어노테이션도 TTL을 지정하는 기능인데, @TimeToLive와 timeToLive를 둘 다 지정하면 @TimeToLive의 값으로 실제 TTL이 적용된다.

@Id

Id로 지정할 필드에 붙인다. 보통 String으로 선언하지만 다른 타입도 가능. Id타입이 String타입일때 엔티티의 id를 null로 주면 레디스에서 UUID값을 만들어서 넣어줌. Long으로 선언하면 랜덤 정수를 넣어주는 듯. 만약 id라는 필드가 있으면 @Id어노테이션을 생략해도 해당 필드가 Id로 인식이 됨.

@TimeToLive

레디스 데이터의 파기시간을 지정하는 TimeToLive(TTL이라고 흔히 부름)을 지정하는 필드에 붙이는 어노테이션. @RedisHash의 timeToLive 옵션을 통해서도 TTL을 지정할 수 있지만 클래스에 붙이기 때문에 해당 클래스의 모든 인스턴스가 동일한 TTL을 가질 수 밖에 없는 단점이 있다. @TimeToLive는 필드로 설정하기 때문에 인스턴스마다 TTL값을 다르게 줄 수 있다.

Configuration

• cachingConfigurerSupport

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig extends CachingConfigurerSupport {

    RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;

    public CacheConfig(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        this.redisConnectionFactory = redisConnectionFactory;
    }
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참고 자료

• https://www.baeldung.com/spring-multiple-cache-managers
• https://www.baeldung.com/spring-boot-redis-cache

EmbeddedRedis 관련 M1 Mac Issue

이와 관련된 문서는 개인 블로그에 정리하였습니다.

• https://joanne.tistory.com/273

Redis 관련 명령어

참고

• https://jhhwang4195.tistory.com/187
• https://freeblogger.tistory.com/10