[CS] Redis

박원준·2025년 6월 13일

⚡️ CS 면접 대비: Redis 정리

Redis는 대용량 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 인메모리 데이터 저장소로,
성능과 실시간성이 중요한 시스템에서 자주 사용됩니다.

✅ Redis란?

Redis는 고속 데이터 처리를 위해 사용되는 인메모리 데이터 저장소입니다.
일반적인 관계형 데이터베이스(RDBMS)와는 다르게, 데이터를 디스크가 아닌 메모리에 저장하기 때문에
읽기/쓰기 속도가 매우 빠릅니다.

📌 주요 특징

메모리에 데이터를 저장하여 속도가 매우 빠름
디스크 접근이 없으므로 응답 지연 최소화
자주 조회되는 데이터를 Redis에 저장해 애플리케이션의 응답속도 향상
영속성 지원: 메모리 기반이지만 데이터를 디스크에 저장 가능 (Snapshot, AOF)
다양한 자료구조 지원: String, List, Set, Sorted Set, Hash, Stream 등
Pub/Sub 메시징 시스템 내장
단일 스레드 기반 구조로 간단하지만 빠른 처리가 가능함

🔍 Redis vs RDBMS

항목	Redis	RDBMS
저장 방식	메모리 기반 (선택적으로 디스크)	디스크 기반
속도	매우 빠름	상대적으로 느림
데이터 구조	Key-Value 기반 자료구조	테이블 기반
트랜잭션	단순한 MULTI/EXEC 제공	복잡한 트랜잭션 처리 가능
주요 용도	캐시, 세션 저장, 실시간 처리	정형화된 데이터 저장, 트랜잭션
영속성	RDB, AOF 지원 (선택적)	기본적으로 디스크에 영속 저장

🧾 Redis의 영속성 방식

🔹 RDB (Snapshotting)

주기적으로 메모리 상태를 디스크에 저장 (백업 이미지)
성능에 큰 영향을 주지 않지만, 중간에 장애 발생 시 데이터 유실 가능성 있음

🔹 AOF (Append Only File)

모든 write 작업을 로그로 기록
데이터 유실 거의 없음, 복구 용이
로그가 길어지면 리라이팅 필요 (압축 가능)

🆚 RDB vs AOF

항목	RDB	AOF
저장 방식	일정 주기로 메모리 상태 저장	모든 write 명령을 로그로 저장
속도	빠름	느림 (상대적으로)
복구성	일부 데이터 유실 가능	데이터 손실 최소화 가능
파일 크기	작음	큼

🔄 Redis 복제와 고가용성 구성

Master-Slave 복제: 읽기 부하 분산 가능
Sentinel: 마스터 장애 감지 및 자동 Failover
Redis Cluster: 데이터 샤딩을 통한 수평 확장 가능 (scale-out)

실시간 서비스에서는 Redis Sentinel이나 Redis Cluster 구성을 통해 장애 대응 및 분산 저장을 구현합니다.

💡 Redis 활용 예시

자주 사용하는 데이터를 Redis에 캐시 → DB 부하 감소 및 응답 속도 개선
세션 저장소로 활용 (로그인 인증 정보)
게임 서버 랭킹 시스템 (Sorted Set)
소셜 피드 정렬 및 실시간 댓글 처리
실시간 채팅 시스템
Pub/Sub 모델을 통한 간단한 메시지 브로커 역할

⚠️ Redis의 제한점

메모리 기반이므로 서버 RAM 용량이 데이터 저장 한계
보안 기본 제공 미흡 (네트워크 격리 및 TLS 설정 필요)
단일 스레드 기반이라 CPU 병렬 처리 어려움
대규모 TTL 설정이나 대용량 Key 삭제 시 잠깐 멈춤 현상 (blocking) 발생 가능

💻 실습: Spring Boot에서 Redis 사용 예시

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(factory);
        return template;
    }
}

@Service
public class CacheService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    public void save(String key, String value) {
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
    }

    public String get(String key) {
        return (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
    }
}