[Redis] Redis 특수명령어

Redis 특수명령어

데이터 만료

• Expiration 데이터를 특정시간 이후에 만료 시키는 기능
• TTL(Time To Live) 데이터가 유효한 시간(초 단위)
• 특징 데이터 조회 요청시에 만료된 데이터는 조회되지 않음
• 데이터가 만료되자마자 삭제하지 않고, 만료로 표시했다가 백그라운드에서 주기적으로 삭제

명령어 
$ SET greeting hello
$ EXPIRE greeting 10
$ TTL greeting
$ GET greeting
$ SETEX greeting 10 hello

SET NX/XX

• NX : 해당 Key가 존재하지 않는 경우에만 SET
• XX : 해당 Key가 이미 존재하는 경우에만 SET
• Null Reply : SET이 동작하지 않은 경우 (nil) 응답

명령어 
$ SET greeting hello NX
$ SET greeting hello XX

Pub/Sub

• Pub/Sub : Publisher와 Subscriber가 서로 알지 못해도 통신이 가능하도록 decoupling 된 패턴 Publisher는 Subscriber에게 직접 메시지를 보내지 않고, Channel에 Publish Subscriber는 관심이 있는 Channel을 필요에 따라 Subscribe하며 메시지 수신

• vs. Stream : 메시지가 보관되는 Stream과 달리 Pub/Sub은 Subscribe 하지 않을 때 발행된 메시지 수신 불가

Pipeline

• Pipelining : 다수의 commands를 한 번에 요청하여 네트워크 성능을 향상 시키는 기술 Round-Trip Times 최소화, 대부분의 클라이언트 라이브러리에서 지원
• Round-Trip Times : Request / Response 모델에서 발생하는 네트워크 지연 시간

Transaction

• Transaction : 다수의 명령을 하나의 트랜잭션으로 처리 -> 원자성(Atomicity) 보장, 중간에 에러가 발생하면 모든 작업 Rollback 하나의 트랜잭션이 처리되는 동안 다른 클라이언트의 요청이 중간에 끼어들 수 없음
• Atomicity vs Pipeline 기술 : All or Nothing / 모든 작업이 적용되거나 하나도 적용되지 않거나, Pipeline은 네트워크 퍼포먼스 향상을 위해 여러개의 명령어를 한 번에 요청, Transcation은 작업의 원자성을 보장하기 위해 다수의 명령을 하나처럼 처리하는 Pipeline과 Transaction을 동시에 사용 가능

명령어
$ MULTI
$ INCR foo
$ DISCARD
$ EXEC

One-Time Password One-Time Password 인증을 위해 사용되는 임시 비밀번호(e.g. 6자리 랜덤 숫자)

Distributed Lock Distributed Lock 분산 환경의 다수의 프로세스에서 동일한 자원에 접근할 때, 동시성 문제 해결

Rate Limiter

• Rate Limiter : 시스템 안정성/보안을 위해 요청의 수를 제한하는 기술 IP-Based, User-Based, Application-Based, etc.
• Fixed-window Rate Limiting : 고정된 시간(e.g. 1분) 안에 요청 수를 제한하는 방법

SNS Activity Feed

• Activity Feed : 사용자 또는 시스템과 관련된 활동이나 업데이트를 시간순으로 정렬하여 보여주는 기능
• Fan-Out : 단일 데이터를 한 소스에서 여러 목적지로 동시에 전달하는 메시징 패턴

Shopping Cart

• Shopping Cart : 사용자가 구매를 원하는 상품을 임시로 모아두는 가상의 공간
• 특징 수시로 변경이 발생할 수 있고, 실제 구매로 이어지지 않을 수도 있다

Login Session

• Login Session :동시 로그인 제한 제한
• 사용자의 로그인 상태를 유지하기 위한 기술
• 로그인시 세션의 개수를 제한하여, 동시에 로그인 가능한 디바이스 개수

Sliding Window Rate Limiter

• Sliding Window Rate Limiter vs. Fixed Window : 시간에 따라 Window를 이동시켜 동적으로 요청수를 조절하는 기술
• Fixed Window는 window 시간마다 허용량이 초기화 되지만, Sliding Window는 시간이 경과함에 따라 window가 같이 움직인다.

Geofencing

• Geofencing : 위치를 활용하여 지도 상의 가상의 경계 또는 지리적 영역을 정의하는 기술

명령어
$ GEOADD gang-nam:burgers 127.025705 37.501272 five-guys 127.025699 37.502775 shake-shack 127.028747 37.498668 mc-donalds 127.027531 37.498847 burger-king
$ GEORADIUS gang-nam:burgers 127.027583 37.497928 0.5 km

Online Status

• Online Status : 사용자의 현재 상태를 표시하는 기능

특징 실시간성을 완벽히 보장하지는 않는다. 수시로 변경되는 값이다.

Visitors Count

• Visitors Count Approximation : 방문자 수(또는 특정 횟수)를 대략적으로 추정하는 경우 정확한 횟수를 셀 필요 없이 대략적인 어림치만 알고자 하는 경우

명령어
$ PFADD today:users user:1:1693494070 user:1:1693494071 user:2:1693494071
$ PFCOUNT today:users

Unique Events

• Unique Events : 동일 요청이 중복으로 처리되지 않기 위해 빠르게 해당 item이 중복인지 확인하는 방법

Redis 사용시 주의사항

O(N) 명령어 주의사항 : O(N) 명령어 대부분의 명령어는 O(1) 시간복잡도를 갖지만, 일부 명령어의 경우 O(N)

• Redis는 Single Thread로 명령어를 순차적으로 수행하기 때문에, 오래 걸리는 O(N) 명령어 수행시, 전체적인 어플리케이션 성능 저하

예시 KEYS : 지정된 패턴과 일치하는 모든 키 key 조회, Production 환경에서 절대 사용 금지 -> SCAN 명령어로 대체
SMEMBERS : Set의 모든 member 반환(N = Set Cardinality)
HGETALL :  Hash의 모든 field 반환(N = Size of Hash) 
SORT :  List, Set, ZSet의 item 정렬하여 반환

Thundering Herd Problem

• Thundering Herd 병렬 요청이 공유 자원에 대해서 접근할 때, 급격한 과부하가 발생하는 문제

Stale Cache Invalidation

• Cache Invalidation : 캐시의 유효성이 손실되었거나 변경되었을 때, 캐시를 변경하거나 삭제하는 기술
• Two Hard Things : “There are only two hard things in Computer Science: cache invalidation and naming things”

참조 : Redis