Cache & Redis

1. Redis

개념

• REmote DIctionary Server: “외부”에 “딕셔너리”(key-value) 형태로 저장하는 “서버”
• 캐싱 용도로 가장 많이 사용되지만, 임시작업 큐, 실시간 채팅, 메시지브로커 등으로도 사용된다.

특징

Persistence 옵션

• RDB (Redis Database Backup) 일정 주기로 DB에 스냅샷을 저장하는 방식. 장점: 압축해 저장하므로 크기가 작다. “로딩/복구” 속도가 빠르다. 단점: 스냅샷 저장 전의 최신 데이터 유실 가능성이 있다.
  

• AOF (Append Only File) 쓰기 작업시마다 로그 파일에 기록하는 방식. 장점: 실시간으로 데이터 백업이 가능하므로 데이터 손실이 거의 없다. “저장” 속도가 빠르다. 단점: 명령 실행 기록을 모두 기록하므로 파일 크기가 크다. “로딩/복구” 속도가 느리다.

Redis 사용시 주의사항⭐

• 데이터 타입에 따른 적절한 자료구조를 사용하라. ex. 중복을 허용하지 않고 최신순 조회만 하는 경우 → 애초에 Redis에 SortedSet으로 저장하기
  
• O(N) 시간복잡도를 가지는 명령어를 주의하라. (∵ Single Thread) ex. KEYS, FLUSHALL, FLUSHDB, Delete Collections, Get All Collections…
  
• 메모리 단편화 문제가 발생할 수 있다. (∵ 인메모리 DB) → RSS(Resident Set Size = 실제 물리 메모리 사용량) 모니터링 필요.
  
• Redis를 사용하는 목적을 분명히 하라. Persistence 기능은 장애 발생 가능성이 높다. → 데이터가 일부 유실되어도 문제가 없다면 Persistence 기능 OFF하는 것이 권장됨.
  

2. 캐싱 전략

레디스는 “인메모리” DB이기 때문에 메모리 용량이 부족하거나 데이터가 휘발될 위험이 있다.

이러한 특징 때문에 상황에 따른 적절한 전략 선정이 필요하다.

읽기 전략

• Look Aside
  장점: 캐시에 문제 발생시 DB로 요청을 위임할 수 있다.
  단점: 캐시와 DB의 데이터 정합성 유지가 어렵다. 첫 조회시 DB에 과부하가 발생한다.
  
• Read Through
  장점: 데이터 정합성이 강력히 보장된다.
  단점: 캐시가 다운되면 데이터 조회 자체가 불가능하다.
  

쓰기 전략

• Write Around
  장점: 성능이 좋다.
  단점: 캐시와 DB의 데이터 정합성 유지가 어렵다. (cache miss 발생시 비로소 캐시에 저장됨. 따라서 그 전까지는 데이터 불일치.)
  

• Write Back
  장점: 일정 주기마다 “묶어서” DB에 저장하므로, 쓰기 비용을 줄일 수 있다.
  단점: 캐시의 데이터 유실 위험이 있다.
  

• Write Through
  장점: 데이터 정합성이 강력히 보장된다.
  단점: 항상 2번씩 쓰게 되므로, 성능이 떨어질 수 있다.
  

3. Spring Data Redis

Spring에서 Redis를 쉽게 사용할 수 있도록 도와주는 라이브러리다. 즉 비유하자면 다음과 같다.

• 스프링 애플리케이션 = 운전자
• Redis = 자동차
• Spring Data Redis = 핸들, 액셀 등 자동차를 쉽게 운전하게 도와주는 인터페이스.

Redis 연결 관리

Spring Data Redis는 Redis와의 연결을 관리하기 위해, Lettuce 같은 Redis client 라이브러리를 내부적으로 사용하고 있다.

• Jedis: 예전의 기본값이었으나, 멀티 스레드 불안정이나 pool 한계 등의 단점으로 인해 deprecated.
• Lettuce (Spring Boot 기본값): Netty 기반의 비동기 Redis 클라이언트. 스레드 안전성이 뛰어나며, 비동기 및 반응형 프로그래밍을 지원한다.
• Redisson: 고급 분산 기능을 제공하는 Redis 클라이언트로, 분산 락, 분산 캐시, 메시지 큐 등의 기능을 포함하고 있다.

Spring Boot에서 Redis 설정 방법

1. 의존성 추가 (build.gradle)

dependencies {
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis'
}

2. Redis 연결 정보 설정 (application.yml)

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    password: ''  # 비밀번호가 없으면 빈 문자열 유지

3. RedisTemplate
   Redis 작업을 추상화한 클래스이다.
   Spring Boot에서 Redis를 사용하려면 RedisTemplate을 빈으로 등록하여 사용할 수 있다. (문자열 처리에 특화된 StringRedisTemplate도 있음)

// RedisTemplate 설정 예시

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Value("${spring.redis.host}")
    private String host;

    @Value("${spring.redis.port}")
    private int port;

    @Bean
    public RedisConnectionFactory redisConnectionFactory() {
        return new LettuceConnectionFactory(host, port);
    }

    @Bean
    public RedisTemplate<?, ?> redisTemplate() {
        RedisTemplate<?, ?> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory());
        return redisTemplate;
    }
}

// Redis 사용 예시

@Service
public class RedisService {

    private final RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    public RedisService(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }

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

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

사용하려는 자료구조에 맞춰 opsForValue, opsForList, opsForSet, opsForHash, opsForZSet 등을 적절히 사용하기

참고

• 우아한테크 [10분 테코톡] 저문, 라온의 Cache & Redis
• 우아한테크 [10분 테코톡] 🤔디디의 Redis
• 우아한테크 [10분 테코톡] 마크의 Redis
• Spring Boot 에서 Redis 사용하기 (뱀귤 - 티스토리 블로그)