Redis キャッシュの原理と実装

Redis キャッシュは、頻繁に使用されるデータをメモリに保存することでアプリケーションのパフォーマンスを向上させる、メモリ内のキー/値ストアです。その実装原理には、ハッシュ テーブル、ジャンプ テーブル、非同期 I/O、メモリ マッピング、レプリケーションと永続性、その他のテクノロジが含まれており、パフォーマンスの向上、レイテンシの削減、スループットの向上、コストの削減などの利点をもたらします。

Redis キャッシュの原則

Redis キャッシュは、頻繁にアクセスされるデータを保存するために使用されるメモリ内データ ストレージです。アプリケーションのパフォーマンスを向上させます。これはキーと値のペア モデルに基づいており、キーを値にマップします。アプリケーションがデータを必要とする場合、まずデータがキャッシュに存在するかどうかを確認します。存在する場合、アプリケーションはデータベースに再度アクセスする必要なく、キャッシュから直接データをフェッチします。それ以外の場合、アプリケーションはデータベースからデータを取得し、次回すぐにアクセスできるようにキャッシュに保存します。

Redis 実装

Redis は 2 つの主要なデータ構造を使用してキャッシュを実装します。

• ハッシュ テーブル: 使用目的キーと値のペアを格納する場合、その時間計算量は O(1) です。
• テーブルをスキップ: ソートされたコレクションを実装するために使用され、高速な検索と範囲クエリが可能になります。

Redis は、パフォーマンスと信頼性を向上させるために次のテクノロジも使用します。

• 非同期 I/O: Redis が複数の I/O を処理できるようにします。ブロッキングを避けるために同時に操作します。
• メモリ マッピング: Redis データをメモリに直接マッピングして、データにすばやくアクセスします。
• レプリケーション: データを複数のノードにレプリケートして、可用性とフォールト トレランスを向上させます。
• 永続性: データの損失を防ぐためにデータをディスクに保存します。

利点

Redis キャッシュを使用すると、次の利点が得られます:

• パフォーマンスの向上: Pass頻繁に使用されるデータをキャッシュすることにより、アプリケーションはデータベースへのアクセスを大幅に削減し、全体的なパフォーマンスを向上させることができます。
• レイテンシーの短縮: キャッシュからのデータの取得は、データベースからのデータの取得よりもはるかに高速であるため、アプリケーションの応答時間が短縮されます。
• スループットの向上: Redis は同時に多数のリクエストを処理できるため、アプリケーションのスループットが向上します。
• コストの削減: キャッシュによりデータベースへのアクセスが削減され、データベースの負荷とコストが削減されます。

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