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Redis がキャッシュ機能を実装してアプリケーションのパフォーマンスを向上させる方法

PHPz

リリース： 2023-11-07 12:59:00

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Redis がキャッシュ機能を実装してアプリケーションのパフォーマンスを向上させる方法

Redis は、オープンソースのキャッシュ、キー/値ストア、およびメッセージングシステムです。 2009 年に Salvatore Sanfilippo によって発明され、徐々に Web アプリケーションで最も一般的に使用されるキャッシュおよびデータストレージソリューションの 1 つになりました。

Redis は、文字列、ハッシュ、リスト、セット、順序付きセットなど、さまざまなデータ構造を提供します。これらのデータ構造には、高速読み取り/書き込みパフォーマンス、永続ストレージ、クラスターサポートなどの優れた機能があり、Web アプリケーションでの応答データのキャッシュ、セッションデータの保存、メッセージのキューなどに使用できます。

以下では、Redis を使用してキャッシュ機能を実装してアプリケーションのパフォーマンスを向上させる方法を紹介し、具体的なコード例を示します。

Redis 接続の初期化

Redis を使用する前に、対応するドライバーライブラリとの接続を確立する必要があります。 Python を例として、redis-py ライブラリを使用できます。

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

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この例では、デフォルトのポートと 0 番目のデータベースを使用して、ローカルで実行されている Redis サーバーに接続します。

キャッシュデータの設定

データをアプリケーションのキャッシュに書き込む前に、まずデータをシリアル化する必要があります。 Redis は、文字列、JSON、pickle などを含む複数のシリアル化メソッドをサポートしています。

次は、文字列「Hello, Redis Cache」をキャッシュに書き込む例です:

import json

data = 'Hello, Redis Cache'
key = 'mykey'

serialized_data = json.dumps(data)

r.set(key, serialized_data)

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このコードは、文字列データを JSON 形式に変換し、Redis SET コマンドを使用して書き込みます。キャッシュ内に。

キャッシュされたデータの取得

Redis からキャッシュされたデータを取得することも一般的な操作です。 GET コマンドを使用すると、キャッシュ内のデータを読み取り、データを逆シリアル化できます。

以下は、GET コマンドを使用してキャッシュされたデータを取得する例です:

import json

key = 'mykey'

serialized_data = r.get(key)

data = json.loads(serialized_data)

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このコードは、Redis GET コマンドを使用して、キー「mykey」を持つキャッシュされたデータを読み取ります。次に、データを Python 辞書または他のデータ型に逆シリアル化します。

キャッシュの有効期限を設定する

キャッシュされたデータを設定するとき、データのライフサイクルも設定できます。 Redis EXPIRE コマンドを使用して、キャッシュの有効期限を設定できます。キャッシュされたデータの有効期限が切れると、Redis は自動的にデータを削除します。

次は、データのライフサイクルを 60 秒に設定するサンプルコードです:

import json

data = {'name': 'Tom', 'age': 30}
key = 'user_001'
serialized_data = json.dumps(data)

r.set(key, serialized_data)
r.expire(key, 60)

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このコードは、「user_001」という名前のキャッシュされたデータを設定し、ライフサイクルを 60 秒に設定します。。その後、Redis はこのキャッシュされたデータを自動的に削除します。

キャッシュを使用してアプリケーションのパフォーマンスを向上させる

データをキャッシュすると、特にアプリケーションが同じデータに頻繁にアクセスする必要がある場合に、Web アプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。データをキャッシュに書き込むことにより、アプリケーションはデータベースに対する複数回のクエリを回避でき、ネットワークの遅延とシステム負荷が軽減されます。

次は、キャッシュを使用してパフォーマンスを向上させる例です。

import time
import json

def get_user_data(user_id):
    key = 'user_' + str(user_id)
    serialized_data = r.get(key)

    if serialized_data is not None:
        # 缓存中有数据，直接读取并返回
        data = json.loads(serialized_data)
        return data
    else:
        # 缓存中无数据，从数据库中读取并写入缓存
        data = read_from_db(user_id)
        serialize_data = json.dumps(data)
        r.set(key, serialized_data)
        r.expire(key, 60)

        return data

def read_from_db(user_id):
    # 从数据库读取用户数据
    time.sleep(2)  # 模拟真实数据库查询时间
    data = {'name': 'Tom', 'age': 30}
    return data

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このコードは、ユーザーデータを読み取る関数をシミュレートします。キャッシュにユーザーデータがある場合、関数はキャッシュから直接読み取り、データを返します。それ以外の場合、関数はデータベースからユーザーデータを読み取り、Redis キャッシュに書き込みます。