Функціонал та переваги кешування даних у Redis

Функціонал та переваги кешування даних у Redis

Redis — це одна з найпопулярніших NoSQL баз даних, відома своєю високою продуктивністю та безліччю можливостей використання.

Дізнайтеся про функціонал та переваги кешування даних у Redis від OneCloudPlanet. Швидкий доступ, покращена продуктивність та зменшення навантаження на базу даних. Наші експерти допоможуть налаштувати Redis для оптимального кешування та підвищення продуктивності, а також нададуть приклад коду, що допоможе вам в реалізації та виконанні кешування даних в Redis.

Специфіка Redis

Чому дана резидентна система управління базами даних стала такою популярною і продовжує активно розвиватися? Тому що вона:

• має високу швидкість роботи завдяки зберіганню даних в оперативній пам'яті (in-memory), що забезпечує миттєвий доступ до даних;
• легко масштабується горизонтально та може вміщувати до 1 000 вузлів у практиці;
• кластери Redis підтримують реплікацію master-slave і мають стійкість до відмов. У разі втрати зв'язку з майстер-вузлом, кластер автоматично підвищує одну з його реплік до майстра, а ноду, що вийшла з ладу, перестворює;
• має велику спільноту користувачів і різноманітність документації, що робить його привабливим вибором для розробників;
• більш простий в обслуговуванні в порівнянні з аналогами, такими як Memcached або Tarantool, і при цьому має схожу функціональність і навіть перевершує їх у деяких аспектах.

Redis є чудовим рішенням для кешування та зберігання сесійної інформації, наприклад, для збереження маршрутів або контактів користувачів під час онлайн-покупок. Крім того, Redis може бути використаний для роботи з лічильниками та метриками, а також надає різні стратегії видалення ключів.

На відміну від інших популярних in-memory баз даних, наприклад, Memcached, Redis має можливість роботи зі структурованими даними. Він підтримує п'ять типів даних та надає кілька розширень, кожне з яких забезпечує різноманітні операції:

• String — для зберігання будь-яких значень до 512 МБ;
• Hash — для зберігання об'єктів у вигляді хеш-таблиці;
• List – для збереження впорядкованого списку рядкових значень;
• Set — збереження списку неповторних строкових значень;
• Sorted set — для зберігання відсортованого списку;
• Bitmap — це набір бітових операцій, які можуть бути виконані над рядком даних у Redis. Цей тип даних дозволяє ефективно працювати з маніпуляціями над бітами, такими як установка, скидання або перевірка значення певного біта в рядку;
• HyperLogLog — це імовірнісна структура даних, яка використовується для підрахунку кількості унікальних елементів у наборі даних. Він дозволяє отримати наближене значення потужності без необхідності зберігати самі елементи. Це особливо корисно для підрахунку унікальних користувачів, відвідувачів веб-сайту або інших аналогічних метрик.

Redis надає широкі можливості для роботи з даними та кешування, роблячи його привабливим вибором для розробників, які шукають ефективне та гнучке рішення для керування своїми даними.

Крім того, він надає можливість періодичного запису даних на диск. Хоча це не гарантує повного захисту від втрати даних, ця опція підвищує надійність системи.

Redis є однопотоковою базою даних, де команди обробляються послідовно, а не паралельно. Саме тому він часто використовується для побудови систем черг.

У цьому випадку Redis виступає як проміжна ланка між веб-сервером (постачальником) та програмою (споживачем). Наприклад, з використанням типу даних List можна розвантажити сервер і записувати дані в чергу, з якої вони будуть вилучатися споживачем. За допомогою команд LPUSH та RPUSH у Redis реалізується функціональність додавання нових значень на початок або кінець черги.

Redis та блокове сховище

Дана система управління базами даних і Block Storage можуть взаємодіяти у різних продуктивних для бізнесу сценаріях. Ось кілька способів, як вони можуть бути використані разом:

• Зберігання даних: Redis зазвичай працює в пам'яті для забезпечення швидкої та чуйної роботи. Однак, для забезпечення збереження даних можна використовувати блокове сховище для збереження даних на довгостроковому зберіганні. Це може бути корисним для відновлення даних після перезапуску або збоїв;
• Резервне копіювання даних: дозволяє створювати резервні копії даних. Ви можете налаштувати систему управління для регулярного резервного копіювання даних на Block Storage для забезпечення їх безпеки та можливості відновлення;
• Розширення пам'яті: якщо у вас є обмеження обсягу пам'яті, можна використовувати даний варіант як розширене сховище даних. У цьому випадку частина даних зберігатиметься в оперативній пам'яті Redis, а решта даних зберігатиметься на блоковому сховищі та завантажуватиметься в міру необхідності;
• Зберігання блоків і файлів на блочному носії даних за допомогою посилань у Redis: може використовуватися для зберігання посилань на файли або блоби (Binary Large Object), які фактично зберігаються на Block Storage. Це дозволяє ефективно керувати великими файлами або обсягами даних, звільняючи пам'ять Redis інших операцій.

Важливо відзначити, що способи взаємодії між Redis та Block Storage можуть залежати від вашої інфраструктури, налаштувань та вимог до застосування. Рекомендується провести додаткове дослідження та звернутися до документації Redis та OneCloudPlanet, що надає послуги блочного сховища для отримання більш детальної інформації та посібників з якісного налаштування та інтеграції.

Інсайдерський погляд на кешування в Redis

Кеш — це посередник між сховищем та даними, які запитує клієнт. Правильне налаштування та використання кешу дозволяють знизити навантаження на сервер бази даних.

Кешування в Redis працює в основному як допоміжна база даних або кеш-сервер, що взаємодіє з реляційними базами даних, такими як PostgreSQL. Використання Redis у парі з основною базою даних дозволяє швидко завантажувати та оновлювати дрібні об'єкти та запобігає втраті важливих даних.

При надходженні запиту від користувача Redis перевіряє наявність значення відповідного ключа. Якщо значення є, дана резидентна система управління базами даних повертає відповідь користувачу безпосередньо, минаючи основну базу даних. Якщо значення відсутнє, Redis повідомляє основну базу даних запам'ятати зв'язок ключ-значення для цього запиту.

Ефект від його використання особливо помітний у високонавантажених системах, коли групи даних запрошуються дуже часто. При низькому навантаженні, наприклад, 100 користувачів на годину, кешування може не принести значної користі.

Крім того, Redis не тільки є кеш-сервером, але й надає можливість роботи зі структурами даних. Він може використовуватися для створення списків, хеш-таблиць, ранжованих множин та надає простий спосіб роботи з цими структурами, що значно спрощує розробку.

Redis: приклад коду та його виконання

Для використання Redis із Python 3 необхідно встановити бібліотеку Redis, а потім підключити її за допомогою оператора імпорту. Фахівцем OneCloudPlanet наведено приклад з'єднання, однак, конкретна реалізація з'єднання з Redis може залежати від мови програмування та використаних бібліотек. Ось зразок простої реалізації з'єднання з Redis на мові Python з використанням бібліотеки `redis`:
 

import redis

# Встановлюємо з'єднання з Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# Приклад операцій з Redis
r.set('mykey', 'Привіт Redis!')  # Встановлюємо значення ключа
value = r.get('mykey')  # Отримуємо значення ключа
print(value)  # Виводимо значення ключа

# Закриваємо з'єднання
r.close()

У цьому прикладі ми використовуємо бібліотеку `redis` для встановлення з'єднання з Redis-сервером, встановлення значення ключа `'mykey'`, отримання значення ключа та виводу його на екран. Потім ми закриваємо з'єднання з Redis. Зверніть увагу, що параметри `host` та `port` повинні відповідати конфігурації вашого Redis-сервера.

Зверніть увагу, що цей приклад надає основу для з'єднання з Redis та виконання базових операцій, але в реальному застосунку може знадобитись більше функціональності та обробки помилок.

У реальних проектах рекомендується обернути цю конструкцію блок try-except для обробки можливих винятків.

Отже

Використання Redis у хмарній платформі має велике значення для ефективного управління даними та підвищення продуктивності додатків. Redis має потужні можливості кешування, зберігання сесійної інформації, роботи з лічильниками та метриками, а також підтримує різні стратегії видалення ключів. Це дозволяє розробникам створювати швидкі, чуйні та масштабовані програми.

OneCloudPlanet пропонує споживачам використовувати Cloud Instances для їх потреб. Ми забезпечуємо високу доступність, гнучкість та масштабованість ресурсів, дозволяючи клієнтам максимально ефективно налаштувати їхню IT інфраструктуру.

Підключитися