[서버 성능 개선 스토리 #2] 캐시와 Redis 알아보기

onady·2022년 4월 19일

서버 성능 개선 스토리

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일반적으로 요청-응답 시 데이터베이스에 접근할 때 가장 많은 시간이 소요된다고 한다. 그리고 지금 내가 진행중인 프로젝트는 WEB-WAS-DB의 3티어 구조이다. 사용자가 많이 늘어나 DB에 무리가 갈 것을 사전에 방지 하고자 캐시를 활용해 서버 성능을 개선 시켜 보려고 한다.

Cache

캐시는 데이터나 값을 미리 복사해 놓는 임시 장소를 가리킨다.

캐시는 보통 메모리를 사용하기 때문에 속도가 상당히 빠르다.

캐시에 데이터를 미리 복사해 놓으면 계산이나 접근 시간 없이 더 빠른 속도로 데이터에 접근할 수 있다.

즉, 미리 결과를 저장하고 나중에 요청이 오면 그 요청에 대해서 DB에 접근하지 않고 Cache에 요청을 처리한다.

이렇게 유용하게 쓰이는 캐시에도 단점이 존재한다고 한다. 캐시 서버는 속도를 위해서 주로 메모리를 사용하기 때문에 서버에 장애가 생기면 메모리가 날라가서 데이터가 손실될 수 있다. 그래서 때로는 디스크를 사용하도록 구성하거나 무분별한 캐시 사용은 피해야 겠다.

Redis

Redis(Remote Dictionary Server)는 "키-값" 구조의 비정형 데이터를 저장하고 관리하기 위한 오픈소스 기반의 비관계형 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)이다.

모든 데이터를 메모리로 불러와서 처리하는 메모리 기반 DBMS이다.

Redis가 지원하는 데이터 구조

String

List

Set

Sorted

Set

Hashes

Redis 설정

Redis 설치(Mac)

Redis는 Homebrew를 사용하여 Mac에 설치할 수 있다.

brew install redis

우분투 설치 가이드

윈도우 설치 가이드

Redis 시작

다음 명령어를 실행하여 Redis 서버를 로컬로 시작할 수 있다.

redis-server

NodeJS 프로젝트 설정

종속성 설치

Redis에 연결하기 위해 redis 의존성을 설치한다.

npm install redis

만들어 놓은 서버와 Redis 서버를 연결

server.js

const express = require('express');
const redis = require('redis'); // Redis 모듈 불러오기
const axios = require('axios');
const bodyParser = require('body-parser');

const redisClient = redis.createClient();
// ...

createClient() 메서드는 새로운 RedisClient 객체를 생성하는데, redis 서버와 express 서버가 같은 호스트에서 돌아가고 있다면 createClient() 에 별도의 설정을 해 주지 않아도 된다. 만약 호스트가 다르다면 호스트 url, 포트 번호 등의 설정을 추가해주어야 한다.

//...
app.get('/photos', async(req, res) => {
    const albumId = req.query.albumId
    const {data} = await axios.get(
        'https://jsonplaceholder.typicode.com/photos',
        {params : {albumId}},
        )
    res.json(data)
})

//...

Json api를 테스트해볼 수 있는 사이트를 통해 데이터가 큰 "/photos"를 보내달라고 요청해봤다.
응답에 걸리는 시간은 0.4초. 자 그럼 동일한 요청이 들어올 경우 캐시를 반환 하도록 수정해보자.

//...

// 캐시 체크를 위한 미들웨어
checkCache = (req, res, next) => {
    redisClient.get(req.url, (err, data) => {
      if (err) {
        console.log(err);
        res.status(500).send(err);
      }
      // Redis에 저장된게 존재한다.
      if (data != null) {
        res.send(data);
      } else {
        // Redis에 저장된게 없기 때문에 다음 로직 실행
        next();
      }
    });
  };

app.get('/photos', checkCache, async (req, res) => {
    try {
      console.log(req.url)
      const {data} = await axios.get('https://jsonplaceholder.typicode.com/photos');
  
      await redisClient.setex(req.url, 1440, JSON.stringify(data));
  
      return res.json(data);
    } catch (error) {
      console.error(error);
      return res.status(500).json(error);
    }
  });

//...