Redis 마스터하기:CLI 필수 사항, 주요 명령 및 실제 프로젝트

메훌 모한 저

Redis는 캐싱 및 속도 제한과 같은 다양한 프로젝트에 사용되는 인기 있는 인메모리 데이터베이스입니다.

이 블로그 게시물에서는 Redis를 인메모리 데이터베이스로 사용하는 방법과 Redis를 사용하려는 이유를 살펴보고 마지막으로 데이터베이스의 몇 가지 중요한 기능에 대해 논의하겠습니다. 시작해 보겠습니다.

인메모리 데이터베이스란 무엇인가요?

기존 데이터베이스는 더 빠른 액세스를 위해 데이터베이스의 일부(일반적으로 "핫"하거나 자주 액세스하는 인덱스)를 메모리에 보관하고 나머지 데이터베이스는 디스크에 보관합니다.

반면 Redis는 대기 시간과 데이터의 빠른 검색 및 저장에 중점을 둡니다. 따라서 저장장치(SSD/HDD)가 아닌 메모리(RAM)에서 완전히 작동합니다. 속도가 중요합니다!

Redis는 키-값 데이터베이스입니다. 하지만 이것이 단순한 데이터베이스라고 생각하도록 속여서는 안 됩니다. 이러한 키와 값을 저장하고 검색하는 방법은 많습니다.

Redis가 필요한 이유는 무엇인가요?

Redis를 다양한 방법으로 사용할 수 있습니다. 하지만 제가 생각하는 두 가지 주된 이유는 다음과 같습니다:

코드 레이어를 상태 비저장으로 만들려는 애플리케이션을 만들고 있습니다. 왜? - 코드가 상태 비저장(stateless)이면 수평 확장이 가능하기 때문입니다. 따라서 Redis를 중앙 스토리지 시스템으로 사용하고 코드에서 로직만 처리하도록 할 수 있습니다.
여러 앱이 데이터를 공유해야 하는 애플리케이션을 만들고 있습니다. 예를 들어, 누군가가 payments.codedamn.com에서 귀하의 사이트를 무차별 대입 공격하려고 한다면 어떻게 될까요? , 감지한 후에는 login.codedamn.com에서 차단하고 싶을 수도 있습니다. ? Redis를 사용하면 연결이 끊어지거나 느슨하게 연결된 여러 서비스가 공통 메모리 공간을 공유할 수 있습니다.

Redis는 알아야 할 명령이 소수에 불과하므로 배우기가 비교적 간단합니다. 다음 몇 섹션에서는 몇 가지 주요 Redis 개념과 몇 가지 유용한 일반 명령을 다루겠습니다.

Redis CLI

Redis 마스터하기:CLI 필수 사항, 주요 명령 및 실제 프로젝트

Redis에는 명령줄의 REPL 버전인 CLI가 있습니다. 당신이 쓴 것은 무엇이든 평가될 것입니다.

위 이미지는 간단한 PING를 수행하는 방법을 보여줍니다. 또는 Redis의 Hello World in Redis 과정 연습 중 하나를 사용하세요(과정을 확인하려면 마지막에 링크되어 있습니다).

이 Redis REPL은 애플리케이션에서 데이터베이스 작업을 할 때 몇 가지 키나 Redis 상태를 빠르게 확인해야 할 때 매우 유용합니다.

일반적인 Redis 명령

Redis 마스터하기:CLI 필수 사항, 주요 명령 및 실제 프로젝트 codedamn 과정에서 Redis CLI에 대한 일반적인 명령 시험해 보기

다음은 Redis의 작동 방식을 자세히 알아보는 데 도움이 되는 매우 일반적으로 사용되는 몇 가지 명령입니다.

설정

SET을 사용하면 Redis에서 키를 값으로 설정할 수 있습니다.

작동 방식의 예는 다음과 같습니다.

SET mehul "developer from india"

그러면 키 mehul가 설정됩니다. developer from india 값으로 .

받기

GET을 사용하면 설정한 키를 가져올 수 있습니다.

구문은 다음과 같습니다:

GET mehul

그러면 위에서 설정한 "developer from india"라는 문자열이 반환됩니다.

SETNX

이 키는 키가 존재하지 않는 경우에만 값을 설정합니다. 이 명령에는 이미 존재할 수 있는 키 값을 실수로 덮어쓰지 않는 것을 포함하여 다양한 사용 사례가 있습니다.

작동 방식은 다음과 같습니다:

SET key1 value1
SETNX key1 value2
SETNX key2 value2

이 예제를 실행한 후 key1 값은 value1입니다. 그리고 key2 value2로 . 이는 두 번째 명령이 key1와 같이 아무런 효과가 없기 때문입니다. 이미 존재했습니다.

MSET

MSET은 SET과 비슷하지만 하나의 명령으로 여러 키를 함께 설정할 수 있습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다:

MSET key1 "value1" key2 "value2" key3 "value3"

지금은 key을 사용하고 있습니다. 및 value 키와 값의 접두사로 사용됩니다. 그러나 실제로 이러한 코드를 작성하면 긴 명령에서 키가 무엇인지, 값이 무엇인지 추적하기가 쉽습니다.

따라서 할 수 있는 한 가지는 항상 큰따옴표를 사용하여 값을 인용하고 키를 따옴표 없이 두는 것입니다(따옴표 없이 유효한 키 이름인 경우).

MGET

MGET은 GET과 유사하지만 다음과 같이 한 번에 여러 값을 반환할 수 있습니다.

MGET key1 key2 key3 key4

그러면 4개의 값이 배열로 반환됩니다:value1 , value2 , value3 및 null . key4을 얻었습니다 우리는 그것을 설정하지 않았기 때문에 null로 간주합니다.

델

이 명령은 키를 삭제합니다. 아주 간단하죠?

예를 들면 다음과 같습니다:

SET key value
GET key # gives you "value"
DEL key 
GET key # null

증가 및 감소

이 두 명령을 사용하여 숫자인 키를 늘리거나 줄일 수 있습니다. Redis는 GET 키와 SET 키를 키 + 1로 한 번에 두 가지 작업을 수행할 수 있기 때문에 매우 유용하고 많이 사용하게 될 것입니다.

이렇게 하면 상위 애플리케이션으로의 왕복을 방지하고 트랜잭션을 사용하지 않고도 작업을 안전하게 수행할 수 있습니다(나중에 자세히 설명)

작동 방식은 다음과 같습니다:

SET favNum 10
INCR favNum # 11
INCR favNum # 12
DECR favNum # 11

만료

EXPIRE 명령은 키에 만료 타이머를 설정하는 데 사용됩니다. 기술적으로 타이머는 아니지만 다시 설정하지 않는 한 키가 항상 null을 반환하는 종료 타임스탬프입니다.

SET bitcoin 100
EXPIRE bitcoin 10
GET bitcoin # 100
# after 10 seconds
GET bitcoin # null

EXPIRE 해당 키를 전체적으로 저장하기 위해 약간 더 많은 메모리를 사용합니다(왜냐하면 이제 해당 키가 만료되어야 하는 시기도 저장해야 하기 때문입니다). 하지만 아마도 그 오버헤드에 대해서는 전혀 신경 쓰지 않을 것입니다.

TTL

이 명령을 사용하면 키의 수명을 알 수 있습니다.

예:

SET bitcoin 100
TTL bitcoin # -1
TTL somethingelse # -2
EXPIRE bitcoin 5
# wait 2 seconds
TTL bitcoin # returns 3
# after 1 second
GET bitcoin # null
TTL bitcoin # -2

그렇다면 이 코드에서 무엇을 배울 수 있을까요?

TTL은 -1을 반환합니다. 키가 존재하지만 만료일이 없는 경우
TTL은 -2을 반환합니다. 키가 존재하지 않는 경우
키가 존재하고 만료되는 경우 TTL은 TTL(Time to Live)을 초 단위로 반환합니다.

세텍스

SET을 수행할 수 있습니다. 및 만료 SETEX과 함께 .

다음과 같습니다:

SETEX key 10 value

여기서 키는 "key"이고 값은 "value"이며 TTL(Time To Live)은 10입니다. 이 키는 10초 후에 설정 해제됩니다.

이제 기본 Redis 명령과 CLI 작동 방식에 대한 기본적인 지식을 갖추었으므로 몇 가지 프로젝트를 빌드하고 이러한 도구를 실제 생활에서 사용해 보겠습니다.

프로젝트 1 – Redis를 사용하여 API 캐싱 시스템 구축

Redis 마스터하기:CLI 필수 사항, 주요 명령 및 실제 프로젝트 codedamn에 대한 API 캐싱 시스템 구축 실습 미리보기

이 프로젝트에는 Redis를 사용하여 API 캐싱 시스템을 설정하는 작업이 포함됩니다. 여기서 타사 서버의 결과를 캐시하고 일정 기간 동안 사용할 수 있습니다.

이는 해당 제3자에 의해 요금이 제한되지 않도록 하는 데 유용합니다. 또한 캐싱은 사이트 속도를 향상시키므로 올바르게 구현하면 모두에게 이익이 됩니다.

Node.js를 사용하여 브라우저 내부의 codedamn에서 대화형으로 이 프로젝트를 빌드할 수 있습니다. 관심이 있으시면 API 캐싱 연구실을 무료로 사용해 보실 수 있습니다.

솔루션에만 관심이 있고 직접 구축하지 않는 경우 Node.js에서 핵심 로직이 작동하는 방식은 다음과 같습니다.

app.post('/data', async (req, res) => {
 const repo = req.body.repo
 const value = await redis.get(repo)
 if (value) {
 // means we got a cache hit
 res.json({
 status: 'ok',
 stars: value
 })
 return
 }
 const response = await fetch(`https://api.github.com/repos/${repo}`).then((t) => t.json())
 if (response.stargazers_count != undefined) {
 await redis.setex(repo, 60, response.stargazers_count)
 }
 res.json({
 status: 'ok',
 stars: response.stargazers_count
 })
})

여기서 무슨 일이 일어나고 있는지 살펴보겠습니다:

repo을 얻으려고 합니다. (전달된 저장소 형식 - facebook/react ) Redis 캐시에서. 있다면 좋습니다! Redis 캐시에서 별 개수를 반환하여 GitHub 서버로의 왕복 시간을 절약합니다.
캐시에서 찾지 못하면 GitHub 서버에 요청하여 별 개수를 가져옵니다. 별 개수가 정의되지 않았는지 확인합니다(저장소가 존재하지 않거나 비공개인 경우). 값이 있으면 setex 시간 제한이 60초인 값입니다.
시간이 지남에 따라 오래된 값을 제공하고 싶지 않기 때문에 시간 제한을 설정했습니다. 이렇게 하면 별표 수를 최소한 1분에 한 번씩 새로 고치는 데 도움이 됩니다.

전체 소스 코드는 다음과 같습니다:

프로젝트 2 - Redis를 사용한 속도 제한 API

Redis 마스터하기:CLI 필수 사항, 주요 명령 및 실제 프로젝트 Redis를 사용한 속도 제한 API 미리보기

이 프로젝트에는 악의적인 행위자로부터 보호하기 위해 특정 엔드포인트의 속도를 제한한 다음 해당 특정 API에 대한 액세스를 차단하는 작업이 포함됩니다.

이는 한 사람이 수천 건의 요청으로 엔드포인트를 공격하는 것을 원하지 않는 로그인 및 민감한 API 엔드포인트에 매우 유용합니다.

본 실습에서는 IP 주소별로 속도 제한을 수행합니다. 이 Codelab을 시도하고 싶다면 codedamn에서 무료로 사용해 볼 수 있습니다.

솔루션에만 관심이 있고 직접 구축하지 않는 경우 Node.js에서 핵심 로직이 작동하는 방식은 다음과 같습니다.

app.post('/api/route', async (req, res) => {
 // add data here
 const ip = req.headers['x-forwarded-for'] || req.ip
 const reqs = await redis.incr(ip)
 await redis.expire(ip, 2)
 if (reqs > 15) {
 return res.json({
 status: 'rate-limited'
 })
 } else if (reqs > 10) {
 return res.json({
 status: 'about-to-rate-limit'
 })
 } else {
 res.json({
 status: 'ok'
 })
 }
})

이 코드 블록을 이해해 봅시다:

x-forwarded-for에서 IP를 추출하려고 합니다. 헤더(또는 req.ip를 사용할 수 있음) 우리는 express를 사용하고 있기 때문에)
우리는 INCR IP 주소 필드. Redis의 키가 존재하지 않는 경우 INCR은 자동으로 키를 0으로 설정하고 증가하여 최종적으로 1로 설정됩니다.
키가 2초 후에 만료되도록 설정했습니다. 이상적으로는 더 큰 값을 원할 것입니다. 그러나 이것이 위에서 지정한 코드 빌어먹을 문제이므로 여기까지입니다.
마지막으로 요청 개수를 확인하고, 특정 임계값보다 큰 경우 요청이 기본 기능 본문에 도달하는 것을 차단합니다.

전체 솔루션은 다음과 같습니다.

Redis에 대한 추가 정보

Redis는 지금까지 배운 것보다 훨씬 더 많은 기능을 제공합니다. 하지만 좋은 점은 우리가 이미 작업을 시작할 만큼 충분히 배웠다는 것입니다!

이 섹션에서는 Redis의 기본 사항을 몇 가지 더 살펴보겠습니다.

Redis는 단일 스레드입니다

Redis는 멀티 스레딩을 지원하는 다중 코어 시스템에서도 단일 스레드 프로세스로 실행됩니다. 이는 성능상의 악몽은 아니지만 다중 스레드 환경에서 일관되지 않은 읽기/쓰기에 대한 안전 조치입니다.

Redis가 다중 스레드인 경우 단일 키에 액세스할 때 스레드 안전을 보장하기 위해 결국에는 단일 스레드/순차 액세스보다 성능이 떨어지는 일부 잠금 메커니즘으로 해결되었을 것입니다.

Redis 트랜잭션

물론 단일 명령으로 Redis의 모든 작업을 수행할 수는 없습니다. 그러나 한 번에 여러 명령 블록을 수행하도록 요청할 수는 있습니다(즉, Redis가 해당 블록을 실행하는 동안 다른 누구도 Redis와 대화하지 않습니다). MULTI을 사용하여 그렇게 할 수 있습니다. 명령을 내리세요.

작동 방식은 다음과 같습니다:

MULTI
SET hello world
SET yo lo
SET number 1
INCR number
EXPIRE hello 10
EXPIRE yo 5
EXEC

이는 모든 작업을 한 번에 수행합니다. 즉, 않습니다. MULTI 이후에는 무엇이든 실행하세요. , EXEC이 표시되는 순간 모든 것을 한 번에 실행합니다. 키워드.

Redis에는 고급 사용 사례를 위한 목록 및 세트에 대한 지원이 포함되어 있습니다. Redis를 게시하는 브로드캐스팅 서비스로 사용할 수도 있습니다. 채널 및 구독한 다른 사용자에게 채널에 알림을 받습니다. 이는 다중 클라이언트 아키텍처에서 매우 유용합니다.

결론

Redis에 대한 소개가 마음에 드셨기를 바랍니다. 이 블로그 게시물은 codedamn의 새로운 대화형 과정인 Redis + Node.js 캐싱의 일부입니다. 여기서 이러한 개념에 대해 배울 뿐만 아니라 이동 중에도 브라우저에서 연습할 수 있습니다.

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