В общих чертах Redis — это быстрая база данных в памяти и кеш, написанная на C и разработанная специально для оптимизации скорости. С именем, которое является сокращением от Remote Dictionary Server. Redis часто называют сервером структур данных, в первую очередь потому, что основные типы данных Redis очень похожи на те, которые можно найти в языках программирования, таких как словари (или хэши), списки, наборы, отсортированные наборы и строки. Он также предлагает множество других структур данных и функций, полезных для приблизительного подсчета, потоковой обработки и геолокации.

Среди различных баз данных NoSQL различные структуры данных Redis наиболее похожи на нативные структуры данных, которые программисты обычно используют в различных распространенных приложениях и алгоритмах. Это сходство является важной составляющей привлекательности Redis для многих программистов, дизайнеров и разработчиков приложений, поскольку простота использования делает Redis идеальным решением для эффективной разработки и ускорения работы приложений, а также потому, что основные структуры данных легко распределяются между процессами и службами.

Помимо этих основных преимуществ, у Redis также есть растущее разнообразие вариантов использования, которые делают его привлекательной альтернативой некоторым другим более популярным базам данных NoSQL, таким как MongoDB. Кроме того, Redis обладает некоторыми уникальными структурными и операционными преимуществами, которые также способствуют его популярности. От совместных поездок до игровых приложений, от аренды до компаний, ищущих оптимизированное хранилище данных, количество уникальных вариантов использования и различных компаний, использующих Redis для своих платформ, резко возросло за последние годы и, похоже, будет продолжать расти в будущем. В этом руководстве мы рассмотрим некоторые основы Redis, а также некоторые из наиболее популярных вариантов использования и способы, которыми Redis может быть большим преимуществом для вашего следующего проекта. Каковы некоторые из лучших функций Redis?

Потоки и потоковая обработка

Redis предлагает отличную очередь задач и брокер сообщений со своими списками и обменом сообщениями pub/sub. В более поздних версиях Redis (после версии 5.0) набор функций был расширен за счет включения потоков и потоковой обработки. Потоки работы особенно полезны для обработки групп «потребителей», которые оценивают работу и подтверждают ее завершение. Если подтверждение не получено по истечении заданного периода времени, другие потребители могут взять на себя эту работу, гарантируя выполнение работы и повышая производительность.

Обмен сообщениями о публикации и подписке (Pub/Sub)

Обмен сообщениями Pub/Sub — это полезная функция, которая позволяет передавать сообщения в каналы и делает эти сообщения видимыми для всех подписчиков этого канала. Эта функция оптимизирует распространение и прием информации в организации или цифровой инфраструктуре без использования места в базе данных, поскольку сообщения носят временный характер. Это идеально подходит для отправки предупреждений или уведомлений о нагрузке на другие элементы инфраструктуры или приложения или даже для обновления игровых результатов.

Lua-скрипты

Redis имеет средство создания сценариев, которое позволяет писать и выполнять собственные сценарии на языке Lua. Благодаря быстродействующим сценариям это позволяет пользователям специально добавлять функции в Redis. Поскольку Lua имеет чрезвычайно быструю инициализацию, это позволяет сценариям выполнять различные функции и задачи с данными без существенного влияния на скорость Redis или увеличения времени простоя.

Геопространственные функции

Redis также предлагает ряд структур данных и команд геопространственного индекса. Например, координаты широты и долготы размещаются внутри, и пользователи могут запрашивать расстояния между объектами или фильтровать объекты, расположенные в пределах заданного радиуса точки. Более полезно то, что эти команды могут возвращать значения в различных форматах (футы, километры и т. д.), что позволяет использовать их при переводе данных в различные системы измерения.

Поскольку Redis работает так быстро, эти точки данных обновляются одинаково быстро, что делает Redis идеальным вариантом для чего-то вроде приложения для совместного использования, предоставляя функциональные возможности, необходимые для геолокации пользователей и водителей и предлагая обновления статуса в режиме реального времени (например, расстояние до пункта назначения). предполагаемое время прибытия). От крупных транспортных компаний до совместных поездок и приложений для аренды таких вещей, как скутеры и велосипеды в городских районах, Redis уже поддерживает множество приложений на этих рыночных пространствах.

Гиперлоглог

Структура данных Hyperloglog позволяет проводить приблизительный подсчет наборов в гораздо меньшем пространстве, что предпочтительнее, чем хранение полного уникального набора элементов. Например, простой счетчик может иметь двойной счет, а что-то вроде набора идентификаторов пользователей или IP-адресов обычно требует значительного объема памяти. Hyperloglog позволяет очень небольшому объему памяти хранить примерное количество уникальных объектов, максимизируя хранилище вашей базы данных и обеспечивая быструю и бесперебойную работу, поскольку дополнительное пространство не потребляется без необходимости.

Растровые изображения

Растровые изображения обеспечивают высокоэффективное хранение значений True и False в виде 1 или 0 внутри строк Redis, что намного эффективнее, чем другие альтернативы NoSQL. Это предлагает совершенно новый набор вариантов использования, который может быть не в состоянии предоставить что-то вроде MongoDB. Например, растровые изображения можно использовать для эффективного хранения пользовательского прогресса в некотором контенте, таком как онлайн-курсы кодирования или загрузка большого файла. Этот тип структурирования данных также может предоставлять уведомления о статусе пользователя в сети или в автономном режиме.

Каковы дополнительные преимущества использования Redis?

Оптимизированный пользовательский интерфейс

Одним из самых больших преимуществ использования Redis является упрощение платформы использования общих фундаментальных структур данных между службами и процессами, и все это с максимальной скоростью. Используя сценарии и модули Lua со всеми их уникальными преимуществами, Redis может работать как адаптивный предметно-ориентированный язык (DSL) для ваших данных, и его можно настраивать и редактировать для дальнейшего повышения производительности. Уровень настройки и интуитивно понятная структура предлагают выигрышную комбинацию, с которой не может сравниться большинство платформ баз данных.

Возможность использования в качестве основной базы данных

Если размер данных и профиль риска хорошо изучены и откалиброваны с помощью модели сохраняемости диска Redis, Redis может функционировать как основная база данных. Это требует тщательного рассмотрения топологии кластера с репликацией данных, параметров политики вытеснения вашего приложения, использования сохраняемости диска и включения автоматического резервного копирования. Постоянство диска можно настроить или настроить по умолчанию для записи на диск при каждой новой записи, но это может снизить производительность и замедлить скорость работы.

Все преимущества открытого исходного кода

Одной из основных причин популярности Redis является его полностью открытый исходный код, работающий под лицензией BSD из трех пунктов. Помимо предотвращения привязки к поставщику, открытый исходный код предлагает доступ к высокопроизводительным технологиям и постоянному развитию системы в результате решений, обнаруженных программистами, уже работающими с инфраструктурой Redis. В отличие от других конкурентов, Redis просто предлагает значительное количество дополнительных функций, которые в сочетании с преимуществами открытого исходного кода делают Redis выигрышным пакетом для архитекторов баз данных и программистов.

Гибкость хранения данных на диске

Redis можно настроить для записи на диск в двух форматах: двоичном формате и формате «только добавление файла» (AOF). Двоичный формат отражает то, что находится в памяти, и включен по умолчанию. Файл AOF можно включить в конфигурации, и он представляет собой простой журнал всех команд, которые можно воспроизвести, чтобы вернуть узел в его предыдущее состояние. Оба могут быть настроены на более или менее частую запись на диск.

Возможности теплого перезапуска

Для критических развертываний кэширования, особенно в случаях, когда Redis существует перед более медленной инфраструктурой, эти параметры сохраняемости диска, упомянутые выше, допускают «теплые перезапуски». Без возможности теплого перезапуска пустой кэш, обрабатывающий трафик, превышающий возможности инфраструктуры позади него, будет пропускать весь этот трафик, потенциально перегружая эту инфраструктуру. Функция теплого перезапуска позволяет избежать катастрофических сбоев в операциях с данными и обеспечить работу приложений с максимальной производительностью и скоростью, которые удовлетворят клиентов или пользователей.

Растущее сообщество лояльных пользователей

Настоящим тестом любой базы данных или технологии программирования является лояльная фанатская база, и по этому показателю Redis проходит тест. Согласно Опросу разработчиков Stack Overflow 2020, более 20% разработчиков в настоящее время работают с Redis, и ожидается, что это число будет только расти, поскольку положительные отзывы продолжают распространяться в сообществах разработчиков. Redis неизменно получает высшие оценки и постоянное использование от самых разных разработчиков, работающих в различных рыночных вертикалях, с таким же постоянным ростом числа новых вариантов использования, которые гарантируют, что популярность Redis будет только расти.

Лояльная фан-база Redis также предлагает одно дополнительное преимущество, которое она разделяет со многими наиболее популярными инструментами программирования и языками — больше поклонников разработчиков означает, что больше людей разрабатывают обновления и настройки для дальнейшего максимального использования потенциала платформы. Поскольку все больше и больше разработчиков продолжают возиться с Redis и внедрять его в свои проекты, набор функций будет только расти и удовлетворять меняющиеся потребности различных отраслей, которым нужна адаптивная и эффективная технология баз данных.