Redis là gì
Redis (Remote Dictionary Server) là một mã nguồn mở được dùng để lưu trữ dữ liệu có cấu trúc, có thể sử dụng như một database, bộ nhớ cache hay một message broker. Đây là hệ thống lưu trữ dữ liệu với dạng KEY-VALUE rất mạnh mẽ và phổ biến ở hiện tại, hỗ trợ nhiều cấu trúc dữ liệu cơ bản như: Hash, List, Set, String,… với tốc độ truy xuất cao.
Ứng dụng của Redis
Bên cạnh lưu trữ key-value trên RAM với hiệu năng cao, Redis còn hỗ trợ tính năng xắp xếp, query, backup dữ liệu trên đĩa cứng cho phép bạn có thể phục hồi dữ liệu khi hệ thống gặp sự cố…và có thể nhân bản (Chạy nhiều Server Redis cùng lúc).
- Caching: Sử dụng làm bộ nhớ đệm. Chính tốc độ đọc ghi nhanh mà Redis có thể làm bộ nhớ đệm, nơi chia sẻ dữ liệu giữa các ứng dụng hoặc làm database tạm thời. Ngoài ra Redis có thể sử dụng để làm Full Page Cache cho website. Cũng vì tính nhất quán của Redis, cho dù restart Redis thì người dùng cũng không có cảm nhận chậm khi tải trang.
- Counter: Sử dụng làm bộ đếm. Với thuộc tính tăng giảm thông số rất nhanh trong khi dữ liệu được lưu trên RAM, sets và sorted sets được sử dụng thực hiện đếm lượt view của một website, các bảng xếp hạng trong game chẳng hạng. Redis hỗ trợ thread safe do đó nó có thể đồng bộ dữ liệu giữa các request.
- Publish/Suscribe (Pub/Sub): Tạo kênh chia sẻ dữ liệu. Redis hỗ trợ tạo các channel để trao đổi dữ liệu giữa publisher và subscriber giống như channel trong Socket Cluster hay topic trong Apache Kafka. Ví dụ: Pub/Sub được sử dụng theo dõi các kết nối trong mạng xã hội hoặc các hệ thống chat.
- Queues: Tạo hàng đợi để xử lý lần lượt các request. Redis cho phép lưu trữ theo list và cung cấp rất nhiều thao tác với các phần tử trong list, vì vậy nó còn được sử dụng như một message queue.
Các kiểu dữ liệu trong Redis
Khác với RDMS như MySQL, hay PostgreSQL, Redis không có table (bảng). Redis lưu trữ data dưới dạng key-value. Thực tế thì memcache cũng làm vậy, nhưng kiểu dữ liệu của memcache bị hạn chế, không đa dạng được như Redis, do đó không hỗ trợ được nhiều thao tác từ phía người dùng. Dưới đây là sơ lược về các kiểu dữ liệu Redis dùng để lưu value.
- STRING: string, integer hoặc float. Redis có thể làm việc với cả string, từng phần của string, cũng như tăng/giảm giá trị của integer, float.
- LIST: List là một danh sách của strings, sắp xếp theo thứ tự insert. Redis có thể thêm một phần tử vào đầu hoặc cuối list. List phù hợp cho các bài toán cần thao tác với các phần tử gần đầu và cuối vì việc truy xuất này là cực nhanh, cho dù insert cả triệu phần tử. Tuy nhiên nhược điểm là việc truy cập vào các phần tử ở giữa list rất chậm.
- SET: tập hợp các string (không được sắp xếp). Redis hỗ trợ các thao tác thêm, đọc, xóa từng phần tử, kiểm tra sự xuất hiện của phần tử trong tập hợp. Ngoài ra Redis còn hỗ trợ các phép toán tập hợp, gồm intersect/union/difference.
- HASH: lưu trữ hash table của các cặp key-value, trong đó key được sắp xếp ngẫu nhiên, không theo thứ tự nào cả. Redis hỗ trợ các thao tác thêm, đọc, xóa từng phần tử, cũng như đọc tất cả giá trị.
- SORTED SET (ZSET): là 1 danh sách, trong đó mỗi phần tử là map của 1 string (member) và 1 floating-point number (score), danh sách được sắp xếp theo score này. Các phần tử của zset được sắp xếp theo thứ tự từ score nhỏ tới lớn.
Persistent Redis
Bên cạnh việc lưu key-value trên bộ nhớ RAM, Redis có 2 background threads chuyên làm nhiệm vụ định kỳ ghi dữ liệu lên đĩa cứng.
RDB (Redis DataBase file)
RDB thực hiện tạo và sao lưu snapshot của database vào ổ cứng sau mỗi khoảng thời gian nhất định.
Ưu điểm
- RDB cho phép người dùng lưu các version khác nhau của DB, rất thuận tiện khi có sự cố xảy ra.
- Bằng việc lưu trữ data vào 1 file cố định, người dùng có thể dễ dàng chuyển data đến các data centers, máy chủ khác nhau.
- Khi restart server, dùng RDB làm việc với lượng data lớn sẽ có tốc độ cao hơn là dùng AOF.
Nhược điểm
RDB không phải là lựa chọn tốt nếu bạn muốn giảm thiểu tối đa nguy cơ mất mát dữ liệu.
Thông thường người dùng sẽ set up để tạo RDB snapshot 5 phút 1 lần (hoặc nhiều hơn). Do vậy, trong trường hợp có sự cố, Redis không thể hoạt động, dữ liệu trong những phút cuối sẽ bị mất.
RDB cần dùng fork() để tạo tiến trình con phục vụ cho thao tác disk I/O. Trong trường hợp dữ liệu quá lớn, quá trình fork() có thể tốn thời gian và server sẽ không thể đáp ứng được request từ client trong vài milisecond hoặc thậm chí là 1 second tùy thuộc vào lượng data và hiệu năng CPU.
AOF (Append Only File)
AOF lưu lại tất cả các thao tác write mà server nhận được, các thao tác này sẽ được chạy lại khi restart server hoặc tái thiết lập dataset ban đầu.
Ưu điểm
- Sử dụng AOF sẽ giúp đảm bảo dataset được bền vững hơn so với dùng RDB. Người dùng có thể config để Redis ghi log theo từng câu query hoặc mỗi giây 1 lần.
- Redis ghi log AOF theo kiểu thêm vào cuối file sẵn có, do đó tiến trình seek trên file có sẵn là không cần thiết. Ngoài ra, kể cả khi chỉ 1 nửa câu lệnh được ghi trong file log (có thể do ổ đĩa bị full), Redis vẫn có cơ chế quản lý và sửa chữa lối đó (redis-check-aof).
Nhược điểm
- File AOF thường lớn hơn file RDB với cùng 1 dataset.
- AOF có thể chậm hơn RDB tùy theo cách thức thiết lập khoảng thời gian cho việc sao lưu vào ổ cứng. Tuy nhiên, nếu thiết lập log 1 giây 1 lần có thể đạt hiệu năng tương đương với RDB.
- Developer của Redis đã từng gặp phải bug với AOF (mặc dù là rất hiếm), đó là lỗi AOF không thể tái tạo lại chính xác dataset khi restart Redis. Lỗi này chưa gặp phải khi làm việc với RDB bao giờ.
Kết luận
Redis là một sự lựa chọn tuyệt vời khi ta cần đến một server lưu trữ dữ liệu đòi hỏi tính mở rộng cao (scaleable) và chia sẻ bởi nhiều tiến trình, nhiều ứng dụng và nhiều server khác nhau.
Bài viết khác
Sử dụng Request/Response trong ứng dụng RESTful mô hình MVC
DTO là gì? DTO (Data Transfer Object) là một object trung gian dùng để truyền dữ liệu giữa client – server hoặc giữa các service trong ứng dụng web/API theo kiến trúc RESTful API. DTO chỉ chứa các thông tin cần thiết mà client hoặc service khác cần (ví dụ: Login Form chỉ cần thông […]
Docker
Docker là gì? Docker là một nền tảng mã nguồn mở cho phép bạn đóng gói, phân phối và chạy ứng dụng bên trong các “container” – những môi trường ảo nhẹ, cô lập nhưng vẫn chia sẻ nhân hệ điều hành của máy chủ. Khái niệm then chốt ở đây là “containerization”: thay vì […]
Kiểm thử phần mềm
Testing là gì? Quá trình kiểm thử phần mềm (software testing) là một chuỗi hoạt động có hệ thống nhằm đánh giá chất lượng, độ ổn định và tính đúng đắn của một ứng dụng so với yêu cầu ban đầu. Không đơn thuần chỉ là tìm ra lỗi, testing còn giúp đảm bảo rằng […]
Cache
Cache là gì? Cache là một bộ nhớ tạm (nhanh) được sử dụng để lưu trữ tạm thời dữ liệu thường xuyên được truy cập, nhằm giảm độ trễ và tăng hiệu suất của hệ thống. Cache thường được sử dụng ở Client, như CPU, applications, web browsers hoặc operating systems (OSes). Một số Cache phổ […]
Tìm hiểu Kafka
Kafka là gì? Apache Kafka là một nền tảng phân phối sự kiện phân tán mã nguồn mở được phát triển bởi Apache Software Foundation và được viết bằng Java và Scala. Kafka ban đầu được phát triển bởi LinkedIn và sau đó được mở nguồn cho Quỹ phần mềm Apache (Apache Software Foundation) vào đầu năm 2011. (đồng sáng lập […]
Tìm hiểu RabbitMQ
RabbitMQ là gì? RabbitMQ là một phần mềm trung gian giúp các hệ thống, server, ứng dụng có thể giao tiếp, trao đổi dữ liệu với nhau. Nhiệm vụ của RabbitMQ được hiểu đơn giản là: nhận message từ nhiều nguồn => lưu trữ, sắp xếp sao cho hợp lý => đẩy tới đích đến. Là […]
Khoá học lập trình game con rắn cho trẻ em 
