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Redis가 캐싱 기능을 구현하여 애플리케이션 성능을 향상시키는 방법

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풀어 주다： 2023-11-07 12:59:00

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Redis가 캐싱 기능을 구현하여 애플리케이션 성능을 향상시키는 방법

Redis는 오픈 소스 캐시, 키-값 저장소 및 메시징 시스템입니다. 2009년 Salvatore Sanfilippo에 의해 발명되었으며 점차 웹 애플리케이션에서 가장 일반적으로 사용되는 캐싱 및 데이터 저장 솔루션 중 하나가 되었습니다.

Redis는 문자열, 해시, 목록, 집합, 순서 집합을 포함한 다양한 데이터 구조를 제공합니다. 이러한 데이터 구조는 빠른 읽기/쓰기 성능, 영구 저장 및 클러스터 지원과 같은 뛰어난 기능을 갖추고 있으며 웹 애플리케이션의 응답 데이터 캐시, 세션 데이터 저장, 대기열 메시지 등에 사용할 수 있습니다.

다음에서는 Redis를 사용하여 캐싱 기능을 구현하여 애플리케이션 성능을 향상시키는 방법을 소개하고 구체적인 코드 예제를 제공합니다.

Redis 연결 초기화

Redis를 사용하기 전에 해당 드라이버 라이브러리와 연결을 설정해야 합니다. Python을 예로 들어 redis-py 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

import redis

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

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이 예에서는 기본 포트와 0번째 데이터베이스를 사용하여 로컬로 실행되는 Redis 서버에 연결합니다.

캐시 데이터 설정

응용 프로그램의 캐시에 데이터를 쓰기 전에 먼저 데이터를 직렬화해야 합니다. Redis는 문자열, JSON, 피클 등을 포함한 여러 직렬화 방법을 지원합니다.

다음은 "Hello, Redis Cache" 문자열을 캐시에 쓰는 예입니다.

import json

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

serialized_data = json.dumps(data)

r.set(key, serialized_data)

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이 코드는 Redis의 SET 명령을 사용하여 문자열 데이터를 JSON 형식으로 변환하고 캐시에 쓰는 코드입니다.

캐시된 데이터 가져오기

Redis에서 캐시된 데이터를 가져오는 것도 일반적인 작업입니다. GET 명령을 사용하여 캐시의 데이터를 읽고 데이터를 역직렬화할 수 있습니다.

다음은 GET 명령을 사용하여 캐시된 데이터를 얻는 예입니다.

import json

key = 'mykey'

serialized_data = r.get(key)

data = json.loads(serialized_data)

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이 코드는 Redis GET 명령을 사용하여 'mykey' 키로 캐시된 데이터를 읽습니다. 그런 다음 데이터를 Python 사전이나 다른 데이터 유형으로 역직렬화합니다.

캐시 만료 시간 설정

캐시 데이터를 설정할 때 데이터의 수명 주기도 설정할 수 있습니다. Redis EXPIRE 명령을 사용하여 캐시 만료 시간을 설정할 수 있습니다. 캐시된 데이터가 만료되면 Redis는 해당 데이터를 자동으로 삭제합니다.

다음은 데이터의 수명을 60초로 설정하는 샘플 코드입니다.

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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이 코드는 'user_001'이라는 캐시된 데이터를 설정하고 수명을 60초로 설정합니다. 이후 Redis는 이 캐시된 데이터를 자동으로 삭제합니다.

캐싱을 사용하여 애플리케이션 성능 향상

데이터 캐싱은 특히 애플리케이션이 동일한 데이터에 자주 액세스해야 하는 경우 웹 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 캐시에 데이터를 기록하면 애플리케이션이 데이터베이스를 여러 번 쿼리하는 것을 방지할 수 있으므로 네트워크 대기 시간과 시스템 로드가 줄어듭니다.

다음은 성능 향상을 위해 캐싱을 사용하는 예입니다.

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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이 코드는 사용자 데이터를 읽는 함수를 시뮬레이션합니다. 캐시에 사용자 데이터가 있으면 함수는 캐시에서 직접 읽고 데이터를 반환합니다. 그렇지 않으면 함수는 데이터베이스에서 사용자 데이터를 읽고 이를 Redis 캐시에 씁니다.