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Redis: インメモリデータ構造ストアの究極ガイド

王林

リリース： 2024-09-11 06:40:02

オリジナル

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Redis: The Ultimate Guide to In-Memory Data Structure Store

Redis は、進化し続けるデータ管理とストレージの世界で広く使用されているテクノロジーです。インメモリデータ構造ストアとして広く知られている Redis は、キャッシュからリアルタイム分析まで、さまざまなアプリケーションの標準ベースとなる幅広い機能を提供します。この包括的なチュートリアルでは、Redis とは何か、そのコア機能、使用例、開始方法を紹介します。

リディスとは何ですか?

Redis は Remote Dictionary Server の略です。これは、キーと値のデータベースとして使用できるメモリ内のオープンソースデータ構造ストアですが、さまざまなユースケースのニーズに合わせて他のタイプ (文字列、ハッシュ、リスト、セット、ソートセットなど) も提供します。 Redis の強みには、パフォーマンス、永続化のオプション、および多くの言語との互換性が含まれます。

Redis のコア機能

メモリ内ストレージ: Redis はデータを RAM に保持するため、信じられないほどの速度で読み取りと書き込みを実行できます。そのため、低遅延と高スループットを必要とするアプリケーションに最適です。
リッチデータ構造: Redis は、単純なキーと値のペア以外のさまざまなデータ型をネイティブにサポートしています。それらには次のものが含まれます:
- Strings: 基本的なデータ型。テキストの文字列。
- ハッシュ: 複数のフィールドを持つオブジェクトに便利です。リスト: 順序付けされた文字列のコレクション。キュー処理などに適しています。セット: 固有の要素の順序付けされていないコレクション。メンバーシップテストを実行する必要がある場合に最適です。ソートされたセット: セットに似ていますが、スコアが付いています。要素はスコアに従って順序付けできます。永続性 Redis はメモリ内ストアですが、永続性のためのオプションがあります。
RDB (Redis Database Backup): ある時点でのデータセットのスナップショットがディスクに保存されています。
- AOF (追加専用ファイル): 書き込み操作は、データセットを再構築するために再生できるログに追加されます。
レプリケーションと高可用性: Redis は、マスター/スレーブレプリケーションと自動フェイルオーバーをサポートします。 Redis Sentinel は、高可用性を実現するために、監視、通知、フェイルオーバー機能を提供します。
パブリッシュ/サブスクライブメッセージング: Redis はパブリッシュ/サブスクライブメッセージングをサポートします。これにより、アプリケーションのさまざまな部分間でリアルタイムのメッセージングと通信が可能になります。
トランザクション: Redis は、MULTI、EXEC、WATCH、および DISCARD コマンドを介してトランザクションサポートを提供します。これは原子性を確保するために行われます。
Lua スクリプト: Redis を使用すると、サーバー上で Lua スクリプトを直接作成して実行できます。したがって、複雑な操作をアトミックな方法で実行できます。
パーティショニング: Redis ではパーティショニングが可能です。これは、拡張性の高いパフォーマンスを実現するために複数のサーバー間でデータをシャーディングすることです。

Redis の使用例

キャッシュ: これは Redis の最も一般的な用途の 1 つで、頻繁にアクセスされるデータをメモリに保存する高速キャッシュ層を提供します。データベースクエリ結果、セッションデータ、または API 応答をキャッシュするために使用できます。
リアルタイム分析: 高いパフォーマンスに加えて、ソートされたセットなどのデータ構造がサポートされているため、Redis はリアルタイム分析とメトリクスの集計に非常に適しています。
セッション管理: Redis は有効期限のサポートに加えて、メモリ内の性質により、Web アプリケーションでのユーザーセッション管理に非常に適しています。
メッセージキュー: Redis リストとそのパブリッシュ/サブスクライブ機能により、分散システムでの効率的なメッセージキューイングとリアルタイムメッセージングが可能になります。
リーダーボードシステム: ソートセットのデータ構造は、リーダーボードやランキングシステムの作成に最適です。
地理空間インデックス: Redis は地理空間クエリをサポートしているため、位置ベースのデータを効率的に保存およびクエリできます。

Redis の使用を開始する

インストール

Redis は、Linux、macOS、Windows などのさまざまなプラットフォームにインストールできます。 Linux への Redis のインストールは、パッケージマネージャーを使用するのが最も簡単です:

# On Ubuntu/Debian
sudo apt-get update
sudo apt-get install redis-server

# On CentOS/RHEL
sudo yum install redis

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macOS の場合は、Homebrew を自由に使用してください:

brew install redis

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Windows の場合、1 つのオプションは WSL を使用するか、Redis Web サイトからプリコンパイルされたバイナリをダウンロードできます。

基本コマンド

開始するための基本的な Redis コマンドをいくつか紹介します。

Setting and Getting Values:

  SET key "value"
  GET key

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Working with Lists:

  LPUSH mylist "item1"
  RPUSH mylist "item2"
LRANGE mylist 0 -1

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Hashes:

  HSET myhash field1 "value1"
  HGET myhash field1
  HGETALL myhash

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Sorted Sets:

  ZADD myzset 1 "member1"
  ZADD myzset 2 "member2"
  ZRANGE myzset 0 -1 WITHSCORES

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Configuration and Optimization

Configuration of Redis is done in the file redis.conf. Following are some of the key configuration parameters:

maxmemory: This basically sets a cap on the amount of memory Redis can use, and it opens up user-configurable eviction policies when this is reached.
appendonly: Turn AOF persistence on or off.
save: You can configure RDB snapshots to take place at an interval of your choice.

Optimization could be done in:

Memory Usage: There should be profiling on memory usage and modification of the eviction policy, if needed.
Persistence: Depending on what would be required based on the trade-off between durability and performance, there will be the option between RDB and AOF.