Redis – быстрое хранилище в памяти с открытым исходным кодом для структур данных «ключ-значение». Redis поставляется с набором разнообразных структур данных в памяти, что упрощает создание различных специальных приложений. Самые распространенные примеры использования Redis включают кэширование, управление сессиями, системы «издатель-подписчик» и таблицы лидеров. Это самое популярное на текущий момент хранилище пар «ключ-значение». Оно обладает лицензией BSD, написано на оптимизированном коде C и поддерживает несколько языков разработки. Название Redis является акронимом от REmote DIctionary Server.
Благодаря высокой скорости и простоте Redis часто используется для мобильных и интернет-приложений, игр, рекламных платформ, «Интернета вещей», т. е. в тех случаях, когда необходима максимально возможная производительность. AWS предоставляет поддержку Redis через полностью управляемый и оптимизированный сервис базы данных, называемый Amazon ElastiCache для Redis. Кроме того, клиенты могут самостоятельно запускать среды Redis в AWS EC2.
Amazon EC2 Container Service
Начало работы
Все данные Redis находятся в оперативной памяти сервера, в отличие от большинства систем управления базами данных, в которых данные хранятся на жестких дисках или твердотельных накопителях (SSD). Размещаемые в памяти базы данных, такие как Redis, не требуют доступа к дисковым накопителям, что позволяет избежать потерь времени на поиск. Доступ к данным можно организовать при помощи более простых алгоритмов, в которых используется меньшее количество инструкций ЦПУ. Для выполнения типовых операций требуется менее миллисекунды.
Redis позволяет пользователям хранить ключи, привязанные к различным типам данных. Основной тип данных – это строка, которая может состоять из текстовых или двоичных данных размером до 512 МБ. Redis также поддерживает списки строк (List of Strings), упорядоченные в порядке вставки; множества неупорядоченных строк (Sets of unordered Strings); упорядоченные по результату множества (Sorted Sets); хеш-таблицы (Hashes), содержащие список полей и значений, и тип данных HyperLogLogs для подсчета уникальных элементов в наборе данных. С помощью Redis в памяти можно хранить практически любые типы данных.
Redis поставляется с несколькими инструментами, ускоряющими и облегчающими разработку и эксплуатацию, включая шаблон «издатель-подписчик», для публикации сообщений в логических каналах, доставляемых подписчикам (хорошо подходит для чатов и систем обмена сообщениями);TTL: ключи могут иметь определенное время жизни (TTL), после чего они самостоятельно уничтожаются, это используется, чтобы избежать заполнения базы данных ненужными данными; атомарные счетчики, которые обеспечивают непротиворечивость результатов в ситуации состязания; а также Lua, мощный, но несложный язык скриптов.
В Redis применяется архитектура «ведущий–подчиненный» и поддерживается асинхронная репликация, при которой данные могут реплицироваться на несколько подчиненных серверов. Это обеспечивает как улучшенные характеристики чтения (так как запросы могут быть распределены между серверами), так и восстановление при отключении основного сервера.
Для обеспечения надежности Redis поддерживает как снимки состояния на момент времени (копирование наборов данных Redis на диски), так и создание файла только для добавления (AOF) для последовательной записи на диск всех изменений данных. Любой из этих методов обеспечивает быстрое восстановление данных Redis в случае сбоя.
Для разработчиков под Redis доступны более ста клиентов с открытым исходным кодом. Поддерживаемые языки программирования включают Java, Python, PHP, C, C++, C#, JavaScript, Node.js, Ruby, R, Go и многие другие.
Если Redis поместить «перед» другой базой данных, создается высокопроизводительный кэш в памяти, который уменьшает задержку доступа, увеличивает пропускную способность и уменьшает нагрузку на реляционную базу данных или базу данных NoSQL.
Redis отлично подходит для задач управления сессиями. Можно просто использовать Redis как быстрое хранилище пар «ключ-значение» с соответствующим временем жизни (TTL) ключей сессии для управления информацией сессии. Управление сессиями обычно требуется для интернет-приложений, включая игры, сайты электронной коммерции и платформы социальных сетей.
С помощью структуры данных Redis Sorted Set элементы хранятся в списке, отсортированном по их результатам. Это позволяет легко создавать динамические таблицы лидеров, показывающие, кто побеждает в игре, или размещать наиболее понравившиеся сообщения, или использовать структуру в других случаях, когда необходимо показать, кто является лидером.
Redis может измерять и при необходимости ограничивать скорость наступления событий. Используя счетчик Redis, связанный с ключом API клиента, можно подсчитать количество запросов на доступ за определенный период времени и принять меры при превышении лимитов. Ограничители интенсивности обычно используются для установки лимита по количеству публикаций на форуме, лимитирования использования ресурсов и уменьшения влияния спамеров.
Структура данных список Redis позволяет легко создавать упрощенные постоянные очереди. Списки Redis List обеспечивают выполнение элементарных операций, а также возможности блокировки, поэтому они подходят для различных приложений, в которых требуется надежный брокер сообщений или циклический список.
Redis поддерживает стандарт «издатель-подписчик», а также сопоставления с шаблоном. Это позволяет использовать Redis для создания высокопроизводительных комнат чата, лент комментариев, работающих в режиме реального времени, и систем взаимодействия серверов. Стандарт «издатель-подписчик» также можно использовать для запуска действий на основе опубликованных событий.
Amazon ElastiCache для Redis представляет собой полностью управляемый сервис хранения структур данных в памяти, совместимый с Redis.
- Попробуйте ElastiCache для Redis в рамках уровня бесплатного пользования AWS
- Подробнее об Amazon ElastiCache для Redis