Redis란?
메모리상에 key value store (KVS) 를 구축할수 있게 해주는 소프트웨어이다.
KVS는 저장하고 싶은 데이터(값 : value) 에 대해, 대응하는 키를 설정해, 이것을 pair 로 보존하는 데이터베이스의 한 종류며, Redis 는 컴퓨터의 메인 메모리상에 KVS를 구축하여, 외부 프로그램으로부터 데이터의 보존및 읽기가 가능케 한다. ANSI C로 만들어져있으며, 모든 데이터셋을 메모리내에 읽어들이기에, 엄청난 수준의 속도로 동작한다.
엔트리급 리눅스 서버로 110,000 SET / 초, 81,000 GET / 초 의 속도를 내게 할수있다.
또한 Redis는 커멘드의 파이프라이닝 을 지원하기에 복수의 값을 하나의 커멘드로 취득하게 설정이 가능하기에, 클라이언트 라이브러리와의 통신속도 향상도 가능하다
데이터 구조
- 문자열
- 바이너리 데이터
- 리스트
- 집합(set)
- 해쉬
이런 데이터에 대해 요소의 pop/ push, add/remove, 또는 서버사이드에 set 사이에서 합, 곱, 차이등 형에 의해 여러가지 조작을 지원하고 있다. Redis는 set형과 list형 에 대해 다른종류의 정렬기능을 지원하고 있다.
데이터 영속화
Redis는 인메모리 데이터베이스라고 들었기때문에 처음에는 어플리케이션이 꺼지거나 redis서버가 꺼지면 데이터가 다 날라가는거 아닌가? 라는 생각을 했었다.
하지만 Redis에서는 DB로서도 활용할수있게 데이터 영속화를 실행한다.
Redis가 데이터 영속화를 하는 방법 스냅샷을 찍어 정기적으로 데이터베이스의 내용을 디스크에 쓴다.
따라서 Redis를 재기동하게되면 이 파일로부터 데이터를 불러와 복원시킨다. 일정횟수, 일정 간격으로 디스크에 파일을 쓴다.
파일의 쓰기 타이밍은 설정파일, config 커맨드로 설정 가능하다.
Redis 구조
Stand Alone
기본적인 Redis 1개로만 구성된 구조입니다.
Master - Slave(Replica)
Redis Master 1개의 여러개의 Redis Slave로 구성할수 있습니다. Redis Slave는 Redis Mater와 계속하여 데이터를 싱크합니다.
기본적으로 Redis Slave는 read만 지원하게됩니다.
Redis Master 장애시 Fail Over 대처가 어렵습니다.(할순 있습니다.)
Sentinel
Redis Sentinel은 Redis 서버에 대한 상태를 감시합니다. Redis Master에 장애가 발생할 경우 Redis Slave를 Redis Master로 자동으로 변경하여 Fail Over에 대처합니다.
Cluster
Sentinel 구조 처럼 서로 통신하며 장애시에 Mater와 Slave를 전환 할 수 있습니다.
또한 데이터 샤딩을 통해 임의로 데이터셋을 나누어서 저장하기때문에 성능면으로도 좋습니다.
Availability : Cluster >= Sentinel > Master-Replica > SA
Performance : Cluster > Sentinel > Master-Replica > SA
Efficiency : SA > Master-Replica >= Sentinel > Cluster
MemCached와의 차이점
- DataType
- Redis : Hash, List, Set, Sorted Set, Geo, String
- Memcached : String
- Thread
- Redis : Single Thread
- Memcached : Multi Thread
- Scale
- Redis : ScaleOut
- Memcached : Scale Up
- Memory Policy
- Redis : no eviction, volatile-lue, volatile-ttl, allkey-random
- Memcached : LRU
- Persistence
- Redis : AOF, RDB
- Memcached : None
- ETC
- Redis : LUA Script
SpringBoot에서 Redis 적용
Spring Boot 에서 Redis 를 사용하는 방법은 RedisRepository 와 RedisTemplate 두 가지가 있습니다.
그 전에 먼저 공통 세팅이 필요합니다.
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis'
우선 build.gradle에 의존성을 추가해줍니다.
spring:
redis:
host: localhost
port: 6379
application.yaml에 host 와 port 를 설정합니다.localhost:6379는 기본값이기 때문에 만약 Redis 를localhost:6379로 띄웠다면 따로 설정하지 않아도 연결이 됩니다.- 하지만 일반적으로 운영 서버에서는 별도의 Host 를 사용하기 때문에 값을 이렇게 별도의 값을 세팅하고 Configuration 에서 Bean 에 등록해줍니다.
@Configuration
public class RedisConfig {
@Value("${spring.redis.host}")
private String redisHost;
@Value("${spring.redis.port}")
private int redisPort;
@Bean
public RedisConnectionFactory redisConnectionFactory() {
return new LettuceConnectionFactory(redisHost, redisPort);
}
@Bean
public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate() {
RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory());
redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
redisTemplate.setHashValueSerializer(new StringRedisSerializer());
return redisTemplate;
}
}
Spring Data Redis 의 Redis Repository 를 이용하면 간단하게 Domain Entity 를 Redis Hash 로 만들 수 있습니다.
다만 트랜잭션을 지원하지 않기 때문에 만약 트랜잭션을 적용하고 싶다면 RedisTemplate 을 사용해야 합니다.
제 프로젝트에서는 RedisTemplate을 사용합니다.
RedisTemplate 을 사용하면 특정 Entity 뿐만 아니라 여러가지 원하는 타입을 넣을 수 있습니다.
template 을 선언한 후 원하는 타입에 맞는 Operations 을 꺼내서 사용합니다.
RedisTemplate 예제
@SpringBootTest
public class RedisTemplateTest {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@Test
void testStrings() {
// given
ValueOperations<String, String> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
String key = "stringKey";
// when
valueOperations.set(key, "hello");
// then
String value = valueOperations.get(key);
assertThat(value).isEqualTo("hello");
}
@Test
void testSet() {
// given
SetOperations<String, String> setOperations = redisTemplate.opsForSet();
String key = "setKey";
// when
setOperations.add(key, "h", "e", "l", "l", "o");
// then
Set<String> members = setOperations.members(key);
Long size = setOperations.size(key);
assertThat(members).containsOnly("h", "e", "l", "o");
assertThat(size).isEqualTo(4);
}
@Test
void testHash() {
// given
HashOperations<String, Object, Object> hashOperations = redisTemplate.opsForHash();
String key = "hashKey";
// when
hashOperations.put(key, "hello", "world");
// then
Object value = hashOperations.get(key, "hello");
assertThat(value).isEqualTo("world");
Map<Object, Object> entries = hashOperations.entries(key);
assertThat(entries.keySet()).containsExactly("hello");
assertThat(entries.values()).containsExactly("world");
Long size = hashOperations.size(key);
assertThat(size).isEqualTo(entries.size());
}
}
- 위에서부터 차례대로 Strings, Set, Hash 자료구조에 대한 Operations 입니다.
redisTemplate을 주입받은 후에 원하는 Key, Value 타입에 맞게 Operations 을 선언해서 사용할 수 있습니다.- 가장 흔하게 사용되는
RedisTemplate<String, String>을 지원하는StringRedisTemplate타입도 따로 있습니다.
적용
public class PharmacyRedisTemplateService {
private static final String CACHE_KEY = "PHARMACY";
private final RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
private final ObjectMapper objectMapper;
private HashOperations<String, String, String> hashOperations;
@PostConstruct
public void init() {
this.hashOperations = redisTemplate.opsForHash();
}
public void save(PharmacyDto pharmacyDto) {
if (Objects.isNull(pharmacyDto) || Objects.isNull(pharmacyDto.getId())) {
return;
}
try {
hashOperations.put(
CACHE_KEY,
pharmacyDto.getId().toString(),
serializePharmacyDto(pharmacyDto));
log.info("[PharmacyRedisTemplateService save success] id : {}", pharmacyDto.getId());
} catch (JsonProcessingException e) {
log.error("[PharmacyRedisTemplateService save error] : {}", e.getMessage());
}
}
public List<PharmacyDto> findAll() {
try {
ArrayList<PharmacyDto> list = new ArrayList<>();
for (String s : hashOperations.entries(CACHE_KEY).values()) {
PharmacyDto pharmacyDto = deserializePharmacyDto(s);
list.add(pharmacyDto);
}
return list;
} catch (Exception e) {
log.error("[PharmacyRedisTemplateService findAll error] : {}", e.getMessage());
return Collections.emptyList();
}
}
public void delete(Long id) {
hashOperations.delete(CACHE_KEY, String.valueOf(id));
log.info("[PharmacyRedisTemplateService delete] id: {}", id);
}
private String serializePharmacyDto(PharmacyDto pharmacyDto) throws JsonProcessingException {
return objectMapper.writeValueAsString(pharmacyDto);
}
private PharmacyDto deserializePharmacyDto(String value) throws JsonProcessingException {
return objectMapper.readValue(value, PharmacyDto.class);
}
}