[Redis là gì?] Ứng dụng của Redis trong lưu trữ dữ liệu

Mục lục

1. Tìm hiểu chung về thuật ngữ Redis

1.1. Giúp bạn hiểu về Redis là gì?

“Redis” là viết tắt của cụm từ “Remote Dictionary Server” – đây được biết đến là một dạng cơ sở dữ liệu NOSQL sử dụng để lưu trữ các loại dữ liệu có cấu trúc cơ bản như là list, set, hash, string, sortedset,… Và các loại dữ liệu này sẽ được lưu dưới dạng các Key value với đầy đủ database, bộ nhớ cache hoặc là message broker.

Theo đó, toàn bộ các thông tin, dữ liệu sẽ đều được ghi lại trên Ram thay vì ổ đĩa hay là ổ SSD như thông thông. Cũng chính nhờ việc không cần sử dụng ổ đĩa hay ổ SSD đó mà thời gian tìm kiếm, truy cập dữ liệu cũng đã được rút ngắn đi rất nhiều. Từ đó tốc độ đọc và ghi các dữ liệu trên Redis được thực hiện rất nhanh, lý tưởng.

1.2. Các ưu điểm nổi bật của Redis

Hiện nay, Redis đang thu hút rất nhiều lập trình viên bởi các ưu điểm vượt trội như sau:

- Redis có thể hỗ trợ cho người dùng thêm mới hay loại bỏ các dữ liệu trong khoảng thời gian rất ngắn.

- Redis có thể nhận và ghi lại các dữ liệu trên Ram, đồng thời xuất hiện trên Disk tại một thời điểm nhất định.

- Các key của Redis là 1 string, tuy nhiên vẫn có thể hỗ trợ sử dụng linh hoạt, đa dạng các value như là Sets, Sorted sets, List,…

- Redis giúp dễ dàng di chuyển các cơ sở dữ liệu từ loại này sang cơ sở dữ liệu loại khác.

- Redis được trang bị khá nhiều lệnh đặc biệt, nhờ thế mà quá trình lấy, ghi dữ liệu được diễn ra vô cùng nhanh chóng.

- Redis có tính năng Master – slave rất thích hợp cho những người dùng có nhu cầu gia tăng sự an toàn đối với các dữ liệu, mở rộng hay thu hẹp các không gian để lưu trữ Data.

- Thông qua Redis, người dùng có thể dễ dàng, nhanh chóng tìm kiếm được các dữ liệu.

- Redis cũng cho phép người dùng có thể sử dụng một cách linh hoạt nhiều kiểu dữ liệu khác nhau.

- Sử dụng Redis sẽ giúp cho người dùng có thể để các key tự động xóa đi sau một thời gian nhất định nào đó.

2. Lợi ích của việc sử dụng Redis như thế nào?

Như đã nói ở trên, Redis là một dạng cơ sở dữ liệu của NOSQL, do đó, nó cũng sở hữu rất nhiều lợi ích lớn đến cho người dùng cũng như trong quá trình lưu trữ dữ liệu như sau:

2.1. Redis có kho bộ nhớ lưu trữ dữ liệu online

Thông thường thì các cơ sở dữ liệu như là Cassandra hay PostgreSQL đều phần lớn là lưu trữ lại các dữ liệu ở ổ đĩa hoặc là ổ SSD. Tuy nhiên thì đối với Redis, bạn có thể hoàn toàn lưu trữ lại dữ liệu trong máy chủ.

Việc lưu trữ theo hình thức trực tiếp trên máy chủ này sẽ giúp cho các thao tác được thực hiện dễ dàng, đồng thời thời gian phản hồi dữ liệu cũng sẽ nhanh hơn và tăng hiệu suất làm việc so với các tác vụ đọc qua ổ đĩa hay là các ổ ghi thông thường.

2.2. Cấu trúc dữ liệu khá linh hoạt

Redis được đánh giá là sở hữu rất nhiều cấu trúc lưu dữ liệu khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng. Cụ thể các dữ liệu trong Redis bao gồm:

- Chuỗi – chính là các văn bản hoặc là các dữ liệu nhị phân có kích thước lớn nhất lên đến 512MB.

- Danh sách – đây là tập hợp các chuỗi được sắp xếp theo thứ tự nhất định như khi được thêm vào.

- Tập – đây là một tập hợp chưa được sắp xếp theo chuỗi và có khả năng để giao cắt, liên kết, đồng thời nó cũng không giống với các kiểu tập khác.

- Tập được sắp xếp – chính là tập đã được sắp xếp theo các giá trị của nó.

- Mã hash – đây là một cấu trúc dữ liệu được dùng để lưu trữ các danh sách có chứa các trường và giá trị của nó.

- Bitmap – đây là một kiểu dữ liệu cho phép hệ thống có thể thực hiện các tác vụ quy mô bit.

- HyperLogLog – đây chính là một cấu trúc dữ liệu xác suất nhằm mục đích ước tính các thành phần duy nhất trong một tập dữ liệu nào đó.

2.3. Redis đơn giản và dễ sử dụng

Redis là dạng cơ sở dữ liệu khá đơn giản, giúp người dùng có thể sử dụng các câu lệnh để lưu trữ một cách dễ dàng, đồng thời có khả năng truy cập, sử dụng các dữ liệu ngay trên các ứng dụng. Đối với những tác vụ không có cấu trúc dữ liệu dạng hash thì nó sẽ yêu cầu nhiều dòng code hơn, nhằm thực hiện chuyển đổi từ định dạng này sang định dạng khác.

2.4. Redis có khả năng sao chép và độ bền cao

Một lợi ích khá lớn của Redis đó chính là khả năng sử dụng kiến trúc bản sao – chính và cho phép người dùng có thể dễ dàng thực hiện các thao tác sao chép dữ liệu sang nhiều máy chủ khác nhau. Theo đó, hiệu suất đọc cũng rất cao bởi bản ghi trực tiếp trên máy chủ cũng như khả năng khôi phục máy chủ chính nhanh hơn, nhất là trong các trường hợp gặp vấn đề sự cố về kỹ thuật.

2.5. Mức độ khả dụng cao, quy mô hoạt động linh hoạt

Redis có kiến trúc bản sao – chính với liên kết dạng một nút chính hoặc cũng có thể là theo cụm. Chính bởi điều đó mà việc xây dựng các giải pháp cũng có tính khả dụng cao hơn, từ đó đảm bảo về hiệu suất ổn định, tin cậy. Đồng thời quy mô hoạt động của Redis cũng khá lớn và linh hoạt, giúp người dùng thuận tiện hơn trong quá trình làm việc.

2.6. Khả năng mở rộng lớn

Hiện nay, Redis cũng sở hữu một cộng đồng người dùng vô cùng đông đảo. Do đó mà nó thường xuyên được cập nhật, phát triển, áp dụng các nền tảng công nghệ mới để hỗ trợ cho nhiều định dạng dữ liệu khác nhau, tập hợp các máy khách phong phú hơn.

Tuy sở hữu khá nhiều ưu điểm và mang lại lợi ích cho người dùng, song các hoạt động của Redis lại chủ yếu dựa trên bộ nhớ Ram. Điều này đồng nghĩa với việc nếu lượng file cache có dung lượng quá lớn thì sẽ có thể gây ra quá tải cho server.

3. Một số kiểu dữ liệu trong Redis bạn cần biết

Redis hiện đang sở hữu cấu trúc dữ liệu vô cùng đa dạng. Nếu bạn đang có ý định theo đuổi ngành công nghệ thông tin và thường xuyên phải sử dụng Redis thì chắc chắn sẽ cần phải nắm rõ các kiểu dữ liệu cơ bản sau:

- STRING (string, float hoặc là integer): Redis sẽ thực hiện các thao tác xử lý từng phần nhỏ ở bên trong của String cũng như làm tăng, giảm các giá trị của float hoặc integer.

- LIST: đây là một danh sách của string và được sắp xếp theo thứ tự insert. Theo đó, Redis có thể thêm 1 phần tử nhỏ vào đầu hoặc là cuối list tùy theo nhu cầu. List sẽ phù hợp đối với các bài toán cần phải thao tác với các phần tử gần đầu, cuối. Vì thực tế việc truy xuất này diễn ra khá nanh và cho dù insert có cả triệu phần tử thì vẫn có thể thực hiện được. Tuy vậy thì nhược điểm lớn nhất của list đó là việc truy cập vào các phần tử ở giữa khá chậm.

- SET: đây là tập hợp của các string không được sắp xếp và Redis sẽ hỗ trợ cho các thao tác thêm, đọc hay xóa, kiểm tra các sự xuất hiện của phần tử có trong tập hợp đó. Hơn nữa, Redis cũng hỗ trợ cho các phép toán về tập hợp, các intersect/difference hoặc là union.

- HASH: đây là kiểu dữ liệu có thể lưu trữ các hashtable của các cặp key – value. Cụ thể trong đó thì các key sẽ được sắp xếp một cách ngẫu nhiên mà không theo bất kỳ thứ tự nào. Bên cạnh đó, Redis cũng hỗ trợ cho các thao tác thêm, đọc, xóa các phần tử và đọc các giá trị của chúng.

- SORTED SET (hay còn gọi là ZSET): đây là một danh sách có các phần tử chính là các map của một string (member) và một floating – point number (score). Danh sách này đều đã được sắp xếp theo các score nhất định và các phần tử của zset cũng sẽ được sắp xếp theo đúng các thứ tự từ score nhỏ đến các score lớn hơn.

4. Các ứng dụng của Redis trong lưu trữ dữ liệu hiện nay

Redis hiện đang được ứng dụng rất nhiều trong ngành công nghệ thông tin, nhất là các hoạt động lưu trữ cơ sở dữ liệu. Vậy hãy cùng timviec24h.vn khám phá các ứng dụng thực tế của Redis như thế nào trong phần dưới đây nhé!

4.1. Ứng dụng lưu trữ bộ nhớ đệm

Redis có ưu điểm rất lớn là ứng dụng vào việc lưu trữ bộ nhớ đệm. Điều đó có nghĩa là các dữ liệu sẽ được lưu trực tiếp trên máy chủ và đây cũng sẽ là sự lựa chọn tuyệt vời để có thể giảm bớt được mức độ trễ khi người dùng truy cập vào dữ liệu giữa các ứng dụng hoặc là được sử dụng để làm database tạm thời.

Theo đó, các lập trình viên có thể sử dụng Redis để thực hiện các thao tác khác như là full page cache cho các website có cơ sở dữ liệu phức tạp hơn, nhằm mục đích là tăng tốc độ tải trang cho các đối tượng người dùng.

4.2. Kho lưu trữ nội dung database

Như đã nêu ở trên, Redis hoạt động dưới hình thức là một server mang cấu trúc dữ liệu. Do đó, Redis có thể được ứng dụng để làm các database có chứa dữ liệu server bình thường. Ngoài ra, Redis cũng có thể kết hợp được với một số loại database khác như là MySQL nhằm mục đích để gia tăng tốc độ xử lý.

Ưu điểm chính của Redis đó là được các lập trình viên sử dụng để gia tăng về tốc độ phản hồi các thông tin trong trường hợp quản lý dữ liệu như là hồ sơ user, trạng thái quên, xác nhận trạng thái đăng nhập,…

4.3. Ứng dụng Queues

Redis có thể tạo ra hàng đợi nhằm mục đích xử lý các request một cách nhanh nhất. Redis cũng cho phép người dùng có thể lưu trữ lại danh sách cùng các thao tác phần tử trong danh sách giống như một message queue bởi tốc độ phản hồi của nó chưa đến một mili giây.

Redis sẽ được các lập trình viên sử dụng ở một số lĩnh vực cụ thể như là công nghệ quảng cáo, game, sức khỏe, dịch vụ tài chính,… vì khả năng xử lý dữ liệu khá nhanh gọn. Ngoài ra, Redis cũng là sự lựa chọn vô cùng lý tưởng để ứng dụng trong phân tích theo thời gian thực. Theo như cập nhật trên bảng xếp hạng thì Redis được áp dụng nhiều trong ứng dụng đặt xe, đặt đồ ăn online, truyền phát các thông tin trực tiếp hay đo lường quảng cáo để tối ưu.

Trên đây là toàn bộ những thông tin cơ bản nhất giúp các bạn hiểu rõ về Redis là gì cùng các vấn đề xoay quanh khái niệm nay. Hy vọng bài viết sẽ hữu ích và giúp các bạn có thể ứng dụng hiệu quả trong các ngành nghề, lĩnh vực mình đang theo đuổi nhé!

Đăng ngày 20/11/2020, 22 lượt xem