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https://spring.io/projects/spring-data-redis

 

Spring Data Redis

Spring Data Redis, part of the larger Spring Data family, provides easy configuration and access to Redis from Spring applications. It offers both low-level and high-level abstractions for interacting with the store, freeing the user from infrastructural c

spring.io

Spring Data Redis 란 무엇인가?

The Spring Data Redis (SDR) framework makes it easy to write Spring applications that use the Redis key-value store by eliminating the redundant tasks and boilerplate code required for interacting with the store through Spring’s excellent infrastructure support.

Spring Data Redis 는 Spring project 에서 Redis의 데이터를 쉽게 관리할 수 있게 해주는 Framework이다. RDB나 NoSQL의 경우도 각각의 Framework을 가지고 있어서 개발을 편리하게 해준다. 

 

Spring Data Redis Dependency 추가

<dependencies>

  <!-- other dependency elements omitted -->

  <dependency>
    <groupId>org.springframework.data</groupId>
    <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
    <version>2.6.0</version>
  </dependency>

</dependencies>

Dependency는 위와 같이 추가하면 되는데, Spring boot framework을 사용중이라면 아래와 같이 추가하면 된다. 

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

 

Spring boot dependency를 추가하면 좋은 점은 많이 사용되고 있는 Redis client인 LettuceJedis가 같이 추가된다. 

 

이 문서에서는 Redis 연결을 위한 작업이 아니라 Redis key를 어떻게 원하는 방식으로 추가할 것인가를 고민해보도록 하겠다. 

 

Spring Data Redis의 사용

Spring Data Redis는 사용하면 JPA 처럼 코드를 통해 Redis의 값을 저장하고 읽어 올 수 있다. 그것이 복잡한 Object 형태라고 하더라도 세분화하여 자체적으로 Key값을 만들어서 저장한다. 

 

Default Key Value

Spring Data Redis에서의 기본 key 값은 Model의 구조에 결정된다. 

@RedisHash("people")
public class Person {

  @Id String id;
  String firstname;
  String lastname;
  Address hometown;
}

유저의 Person을 저장한다고 하였을 때 간단하게 위와 같이 Model을 만들 수 있다. Key 명에 대해서 생각할 때 중요한 부분은 

`@RedisHash` annotation이다. 이 annotation은 이 Model이 Redis의 Entity라는 것을 나타내줄 뿐더러 Key의 Prefix를 결정한다. 위의 예제에서는 @RedisHash("people")이라고 되어 있는데 이럴 경우 jwtToken 이라는 이름으로 Key이름이 시작되게 된다. 

`@RedisHash`만 사용할 경우 `getClass().getName()`의 리턴값이 기본으로 들어가게 된다. 

 

즉 아래와 같은 key 값이 만들어진다. (ex. e2c7dcee-b8cd-4424-883e-736ce564363e 는 생성된 Id 값)

 

SADD people e2c7dcee-b8cd-4424-883e-736ce564363e

 

@Indexed annotation

@RedisHash("people")
public class Person {

  @Id String id;
  @Indexed String firstname;
  String lastname;
  Address hometown;
}

위의 예제의 경우 `@Indexed` annotation이 추가된 것을 볼 수 있다. `@Indexed`을 추가되면 Secondary Index가 추가된다고 생각하면 된다. 이 말은 사용자가 Key 값에 원하는 구분자를 추가하여 검색을 용이하게 하는 역할을 한다. 

 

예를 들어 아래와 같이 Redis에 Data를 저장시킨다. 

repository.save(new Person("rand", "althor"));

이 경우 실제 Redis에서는 아래와 같은 명령들이 수행된다. 

HMSET "people:19315449-cda2-4f5c-b696-9cb8018fa1f9" "_class" "Person" "id" "19315449-cda2-4f5c-b696-9cb8018fa1f9" "firstname" "rand" "lastname" "althor" 
SADD  "people" "19315449-cda2-4f5c-b696-9cb8018fa1f9"                           
SADD  "people:firstname:rand" "19315449-cda2-4f5c-b696-9cb8018fa1f9"            
SADD  "people:19315449-cda2-4f5c-b696-9cb8018fa1f9:idx" "people:firstname:rand"

우선 HMSET 명령어를 통해서 Model에 입력된 전체 정보가 HashMap으로 저장된다. 그때의 key값은 `Prefix:Id` 구조로 저장된다. 

하지만 사용자의 검색을 위해서 SADD "people:firstname:rand" 라는 Set에 Id를 저장해 두고 사용자의 `repository.findByFirstname()` 검색이 가능하도록 저장을 한다. 

마지막 라인의 경우 Secondary Index의 Update 와 Delete를 위해 Set을 저장한다. 이 곳에는 전체 Secondary Index들을 저장한다고 생각하면 된다. 

 

오늘은 간단하게 어떻게 Key가 생성되는지 알아보았다. 

 

사실 이 내용에 대해서 공부하게 된 이유는 내가 개발하고 있는 서비스에서 Redis Key Convention(Key naming rule)을 가져갈 것인지 고민하면서 시작되었다. MSA(Micro Service Architecture)에서 여러 Service에서 Redis에 정보를 저장할 경우 Key 값의 구조를 잘 만들어야지 나중에 어떠한 이유로 인해 key값을 확인해야할 때 또는 서비스에서 값을 가져오기 위해 Key값을 만들 때 쉽게 할 수 있을 것 같기 때문이다. 

 

이 부분에 대한 고민은 다음 포스트로 넘기겠다. 

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$ helm install -f values.yaml my-release bitnami/redis​
$ helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

현재 구현하고 있는 Service의 경우 Redis를 사용해야 하기 때문에 Redis는 local에 설치하였다. 

 

요즘 추세가 Kubernetes operator를 사용하여 설치하지만 Local Kubernetes를 이용해야 하고, Service type을 NodePort를 사용하여 IDE에서 테스트를 하고 싶었기 때문에 Helm chart를 이용하고 싶었다. 그리고 Github에 values.yaml를 저장해두면 설정 파일의 버전을 관리할 수 있으니 이 방법을 택했다. 

 

현재 가장 잘 관리되고 있는 redis의 Helm chart는 bitnami에서 관리되는 Chart 이다. 아래 경로를 참조하기 바란다. 

 

https://github.com/bitnami/charts/tree/master/bitnami/redis

 

GitHub - bitnami/charts: Bitnami Helm Charts

Bitnami Helm Charts. Contribute to bitnami/charts development by creating an account on GitHub.

github.com

 

모든 설치방법과 상세한 옵션은 위의 사이트에 자세하게 나와 있지만 간단하게 master 1개와 replica 1개를 설치하는 방법을 공유하고자 한다. 이 또한 나의 기억을 유지하기 위한 방법이므로... ㅎㅎ

 

Helm Repository 등록

bitnami의 chart를 사용하기 위해서는 우선 Helm repository를 등록해야 한다. 

$ helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

 

Installation

변경된 values.yaml과 함께 설치를 하기 위해서는 `-f` 옵션을 이용한다. `my-release` 부분은 원하는 배포명을 입력하면 된다. 

$ helm install -f values.yaml my-release bitnami/redis

 

Uninstallation

$ helm delete my-release

 

변경한 Configuration in values.yaml

1. Service 변경

NodePort 30379를 open 하였다. 

service:
    type: NodePort
    port: 6379
    nodePort: 30379
    externalTrafficPolicy: Cluster

2. Replica count 변경

리소스 문제가 있으므로 replica count 는 1로 설정하였다. 

replica:
    replicaCount: 1

3. Persistence Volume 설정

Local 환경의 Volume은 yaml 파일로 우선 생성한 후 연결하였다. 개발용으로 많은 데이터를 저장하지 않을 것이기 때문에 1Gi 로 셋팅하였다. 

persistence:
    existingClaim: "redis-pvc"

 

Persistence Volume chart

아래 저장소의 Helm chart로 volume을 설치하였다. 

 

저장소 Link : https://github.com/coolexplorer/k8s-charts/tree/main/charts/volumes/charts/redis-vol

 

GitHub - coolexplorer/k8s-charts: Kubernetes Helm Chart Repository for the environment for Software Quality via kind and k3d

Kubernetes Helm Chart Repository for the environment for Software Quality via kind and k3d - GitHub - coolexplorer/k8s-charts: Kubernetes Helm Chart Repository for the environment for Software Qual...

github.com

 

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Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache, and message broker. Redis provides data structures such as strings, hashes, lists, sets, sorted sets with range queries, bitmaps, hyperloglogs, geospatial indexes, and streams. Redis has built-in replication, Lua scripting, LRU eviction, transactions, and different levels of on-disk persistence, and provides high availability via Redis Sentinel and automatic partitioning with Redis Cluster.

오늘은 Redis의 기본적인 개념에 대해서 공부하는 겸 포스트를 적어보도록 하겠다. 

우선 Redis는 in-memory data structure store, database, cache, message broker 등으로 사용할 수 있는 open source platform이다. 

보통은 memory에 필요한 data를 caching 하여 Database의 접근을 줄여서 service의 속도를 높이기 위해서 사용한다. 

 

저장할 수 있는 data structure로는 String, Hash, List, Set, sorted Set, Bitmap, Hyperloglogs, Geospatial Indexes, Stream 등 다양하다. 그리고 Cluster로 구성하여 Fault tolerance, Preventing diseaster 등을 할 수 있다.

 

 To achieve top performance, Redis works with an in-memory dataset. Depending on your use case, you can persist your data either by periodically dumping the dataset to disk or by appending each command to a disk-based log. You can also disable persistence if you just need a feature-rich, networked, in-memory cache.
Redis also supports asynchronous replication, with very fast non-blocking first synchronization, auto-reconnection with partial resynchronization on net split.

 

Redis는 Top performance를 달성하기 위해 in-memory data set으로 동작된다. 이 말은 service가 중단될 경우 data를 잃어버리게 되는 것이다. 하지만 데이터를 저장하기 위해서 주기적으로 데이터를 disk에 저장하거나 수행되는 각 커맨드를 disk에 log로 남길 수 있다. 

그리고, Asyncronous replication을 지원해서 replica 를 생성해 둔다면 불의의 사고로 데이터를 잃어버리는 것을 막을 수 있다. 

 

You can run atomic operations on these types, like appending to a string; incrementing the value in a hash; pushing an element to a list; computing set intersection, union and difference; or getting the member with highest ranking in a sorted set.

그리고 중요한 부분! Redis는 Atomic operation을 보장한다. 이 얘기는 여러 유저가 동시에 같은 정보를 업데이트 하더라도 손실되는 정보가 없다는 얘기이다. 예를 들면 2명의 유저가 동시에 `count` 를 증가시킨다고 할 때 완전 동시에 업데이트시 count는 1개만 증가할 수 있는 경우가 발생될 수 있을 것이다. 하지만 Atomic operation이 보장된다면 count는 2가 증가된다. 

 

Redis는 많은 언어를 지원하고 있다. Java의 경우는 여기를 보면 된다. 

앞으로 Redis 설치 및 사용방법 등에 대해서 알아보도록 하자~

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