Redis: Миллисекундээс ч хурдан ертөнцийг хөдөлгөдөг үл үзэгдэх хөдөлгүүр

Интернэтэд бидний өдөр бүр хийдэг маш энгийн мэт үйлдлүүдийн цаана асар их хурдны тулаан өрнөдөг. Нэг товч дарахад л нээгдэх ёстой веб хуудас, агшин зуур шинэчлэгдэх мэдэгдэл, гацалтгүй ажиллах чат, секундийн дотор баталгаажих төлбөр — энэ бүхний ард “өгөгдлийг хэр хурдан боловсруулах вэ?” гэсэн ганц л асуулт нуугдаж байдаг. Яг энэ асуултад хүчтэй хариулт өгдөг технологийн нэг бол Redis юм.

Redis-ийг олон хүн зүгээр л “кэш” гэж ойлгодог. Гэвч бодит байдал дээр Redis бол үүнээс хавьгүй өргөн хүрээтэй ойлголт. Энэ нь санах ойд суурилсан өгөгдлийн систем бөгөөд кэш, өгөгдлийн сан, мессеж брокер, стрийминг хөдөлгүүр, тэр ч байтугай вектор өгөгдөлтэй ажиллах платформ байдлаар ашиглагдаж чаддаг.

Redis гэж юу вэ?
Энгийнээр хэлбэл, Redis бол өгөгдлийг маш хурдан уншиж, бичих зориулалттай систем юм. Түүний гол онцлог нь өгөгдлийг дискээс биш, үндсэндээ RAM дээр ажиллуулдагт оршино. Санах ойд байрласан өгөгдөлд хандах хурд нь уламжлалт дискэн хадгалалттай системүүдээс хавьгүй өндөр байдаг тул Redis-ийг маш бага сааталтай, өндөр гүйцэтгэл шаардах орчинд өргөн ашигладаг. Redis платформыг sub-millisecond latency өгөх чадвартай.

Гэхдээ Redis-ийг “RAM дээр байдаг учраас хурдан” гэж ганцхан өгүүлбэрээр тайлбарлах нь дутуу ойлголт болно. Redis нь зөвхөн хурд биш, өгөгдөлтэй ажиллах маш уян хатан загвараараа онцлог. Тухайлбал, уламжлалт системд өгөгдлийг хүснэгт, мөр, баганад хадгалдаг бол Redis нь асуудлын шинж чанарт тохируулан төрөл бүрийн data type ашиглах боломж олгодог.

Redis яагаад ийм алдартай болсон бэ?
Өнөө үеийн системүүд зөвхөн “ажилладаг” байх нь хангалтгүй болсон. Хэрэглэгчид бүгд л хурдан, бодит цагийн, тасралтгүй туршлага хүсдэг. Хэрэв сайт хоёр секунд илүү удвал хэрэглэгч гарч явж магадгүй. Хэрэв аппликейшн ачааллаа дийлэхгүй бол орлого алдаж магадгүй. Redis ийм нөхцөлд системийн “түргэн зам” болж өгдөг.
Жишээлбэл, нэг онлайн дэлгүүрийг төсөөлөөд үзье. Барааны мэдээлэл, үлдэгдэл, хямдралын хувь, хэрэглэгчийн сагс, нэвтэрсэн төлөв, хайлтын санал зэрэг мэдээллийг хэрэглэгч бүрд дахин дахин үндсэн өгөгдлийн сангаас асуувал систем удааширна. Харин Redis дээр хамгийн их давтагддаг, хамгийн хурдан хэрэгтэй өгөгдлийг түр хадгалснаар серверийн ачаалал буурч, хэрэглэгчийн хариу авах хугацаа мэдэгдэхүйц багасдаг. Иймээс Redis-ийг кэш байдлаар ашиглах нь хамгийн түгээмэл хэрэглээний нэг хэвээр байна.

Redis-ийн хамгийн чухал онцлог: Data types
Redis-ийн хүч чадлыг жинхэнэ утгаар нь ойлгохын тулд түүний data type-уудыг ойлгох хэрэгтэй. Учир нь Redis зөвхөн “түлхүүр-утга” хадгалдаг энгийн сан биш.
String нь хамгийн суурь төрөл. Тоо, текст, token, session ID, counter зэрэг энгийн мэдээллийг хадгалахад тохиромжтой. View count, like count, rate limit зэрэг тооллогын системд өргөн хэрэглэгддэг. 
Hash нь нэг объектын олон шинж чанарыг хадгалахад тохиромжтой. Жишээлбэл, нэг хэрэглэгчийн нэр, и-мэйл, утас, төлөв зэрэг талбаруудыг нэг түлхүүрийн дор багцалж болно. Энэ нь хэрэглэгч, бүтээгдэхүүн, профайл зэрэг бүтэцтэй өгөгдөлд маш ашигтай. 
List нь дараалалтай өгөгдөл хадгалах бүтэц бөгөөд стек, queue, background jobs, task processing системд түгээмэл хэрэглэгддэг.
Set нь давхардалгүй элементүүдийн цуглуулга тул tag, unique visitor, online user, permission list зэрэг өгөгдөлд тохиромжтой. Sorted set нь элемент бүрт эрэмбийн оноо хадгалдгаараа leaderboard, ranking, онооны хүснэгт, priority queue зэрэг хэрэгцээнд маш хүчтэй.
Streams нь бодит цагийн өгөгдлийн урсгал, event processing, asynchronous system хоорондын мэдээлэл дамжуулалтад онцгой ач холбогдолтой.
JSON болон vector боломжууд нь Redis-ийг орчин үеийн AI, semantic search, recommendation, RAG системүүдэд илүү сонирхолтой болгож байна. Redis docs-д JSON document хадгалах, мөн vector database болон AI applications-д ашиглах боломжийг тусгайлан танилцуулсан байдаг.

Redis-ийг хаана ашигладаг вэ?

Redis-ийн хэрэглээ маш өргөн. Хамгийн түгээмэл хэрэглээнүүдийн нэг бол cache. Үндсэн өгөгдлийн сангаас уншихад үнэтэй, давтамж өндөртэй асуулгуудын хариуг Redis дээр түр хадгалснаар системийн хариулах хурд ихэсдэг. Энэ нь news feed, product catalog, settings, permissions, frequently accessed dashboard data зэрэгт маш тохиромжтой.

Хоёр дахь том хэрэглээ бол session store. Хэрэглэгч нэвтэрсэн эсэх, сагсанд ямар бараа байгааг, түр token, OTP verification status зэрэг түр зуурын төлөвийг Redis-д хадгалах нь түгээмэл. Redis-ийн key expiration буюу TTL боломж нь хугацаатай өгөгдөлд тохиромжтой тул session management-д маш сайн нийцдэг.

Гурав дахь хэрэглээ бол queue болон background job processing. Мэйл илгээх, зураг боловсруулах, мэдэгдэл тараах, тайлан бэлдэх зэрэг удаан ажлуудыг үндсэн хүсэлтээс салгаж дарааллаар боловсруулахад Redis list болон stream төрлүүдийг ашиглаж болно.

Redis-ийн хурдны нууц юунд байна вэ?

Redis-ийн гол давуу тал нь өгөгдлийг санах ойгоос уншдаг тул маш хурдан байдаг. Гэхдээ үүнээс гадна түүний command-based, data-structure-oriented загвар маш чухал. Өөрөөр хэлбэл, хэрэглэгч өгөгдлийг авчраад өөрийн код дээр боловсруулахаас илүү, Redis дээр тухайн бүтэцтэй холбоотой оновчтой command-уудыг шууд ажиллуулж чаддаг. Энэ нь network round trip багасгах, өгөгдөл боловсруулах зардал бууруулах, олон зэрэгцээ хэрэглээнд тогтвортой хариу үзүүлэхэд тусалдаг.

Redis зөвхөн RAM дээр байдаг бол өгөгдөл алдагдах уу?

Энэ бол Redis-ийн талаарх хамгийн түгээмэл асуултуудын нэг. Хариулт нь: заавал биш. Redis нь үндсэндээ санах ойд ажилладаг ч, өгөгдлийг диск дээр хадгалах persistence боломжуудтай. Redis нь RDB snapshot болон AOF persistence гэсэн үндсэн хувилбаруудыг дэмждэг. RDB нь тодорхой хугацаанд нэг агшны snapshot хадгалдаг бол AOF нь write үйлдлүүдийг журнал маягаар бичиж, дараа нь сэргээх боломж олгодог.

Энэ нь Redis-ийг “түр санах ой” гэсэн ганц ойлголтоор хязгаарлаж болохгүйг харуулна. Зарим системд Redis зөвхөн cache байж болно. Харин зарим системд persistence-тэйгээр бодит өгөгдлийн давхарга байдлаар ч ажиллаж болно. Гэхдээ аль тохиргоо нь зөв бэ гэдэг нь тухайн системийн алдагдал тэсвэрлэх чадвар, сэргээх хугацаа, бичилтийн ачааллаас хамаарна.

Redis-ийн сул тал, анхаарах зүйлс

Redis маш хурдан ч гэсэн бүх асуудлын ид шидийн шийдэл биш. Нэгдүгээрт, өгөгдлийг RAM дээр байлгадаг тул их хэмжээний өгөгдөл дээр санах ойн өртөг өндөр болж болно. Хоёрдугаарт, уламжлалт харилцаат өгөгдлийн сан шиг complex join, олон хүснэгт хоорондын хатуу transaction загварыг Redis-ээс хүлээх нь буруу. Redis нь өөрийн data structure-д тохирсон загварт хүчтэй болохоос биш бүх төрлийн бизнес логикийн үндсэн санг дангаараа орлох албагүй.

Redis бол зүгээр нэг кэш биш. Энэ бол хурд, уян хатан өгөгдлийн бүтэц, бодит цагийн хэрэглээ, масштабын хэрэгцээг нэг дор зангидсан хүчирхэг платформ юм. Түүний үнэ цэнэ нь зөвхөн миллисекунд хэмнэдэгт биш, харин орчин үеийн системийг илүү мэдрэмжтэй, илүү бодит цагийн, илүү хэрэглэгч төвтэй болгоход оршдог.

Ирээдүйн программ хангамжийн системүүд улам бүр хурд, real-time ажиллагаа, AI-тэй холбогдож буй энэ үед Redis-ийн үүрэг багасахгүй, харин ч илүү чухал болох төлөвтэй. Хурд гэдэг зөвхөн техникийн үзүүлэлт биш, хэрэглэгчийн сэтгэл ханамжийн хэл юм. Redis бол тэр хэлийг хамгийн сайн ярьдаг технологиудын нэг мөн.