1️⃣ Redis(Remote Dictionary Server)란 무엇인가?

= 키-값(key-value) 구조로 데이터를 저장하는 인메모리 데이터 저장소.

Redis의 특징

2️⃣ Redis가 동작하는 원리

1. 인메모리 저장

• 모든 데이터는 RAM(메모리)에 저장.

  → 읽기/쓰기가 수천~수만 QPS(초당 쿼리 수)로 엄청 빠르다.

2. 싱글 스레드 기반 I/O 멀티플렉싱

• Redis 서버 프로세스는 하나의 스레드로 동작.
• 하지만 내부적으로 epoll 같은 기술로 여러 클라이언트 연결을 동시에 처리.

3. 영속성(Persistence)

• 메모리에만 있으면 전원 꺼지면 데이터 손실.
• 그래서 Redis는 두 가지 방식으로 디스크에 저장 가능
  • RDB (Redis Database Backup): 특정 시점 스냅샷 저장
  • AOF (Append Only File): 모든 명령어 기록 후 복구
• 설정에 따라 "메모리 + 디스크"를 조합해서 안정성을 확보까지 가능

4. 복제와 클러스터링

• Replication: 하나의 Redis 서버를 다른 서버가 복제해서 백업 서버로 유지 가능 (Master-Slave 구조)

  • Master: 데이터를 읽고 쓰는 기본 Redis 서버.

  • Replica(Slave): Master 서버의 데이터를 그대로 복제해 읽기 전용으로 유지.

    → Master가 데이터를 변경하면 그 변경 사항을 Replica에게 자동 전파.

  • 읽기 부하 분산 가능 (Replica에서도 읽기 허용 가능).

  • 장애 복구 시, Replica를 승격해 Master로 만들 수 있음(replicaof no one 명령 사용).

  • 주의할 점은 Replication은 비동기라서, Master 장애 시 데이터 유실 가능성 있음.

• Cluster: 여러 Redis 인스턴스를 샤딩해서(키 분산) 더 큰 데이터를 처리 가능
  • 하나의 논리적 Redis를 여러 서버로 나눔.
    • 서버를 여러 개로 나눠서 더 많은 데이터를 저장
    • 단일 Redis 서버는 메모리 한계(예: 50GB, 100GB)가 있는데, ➔ Cluster는 서버 여러 대로 분산하니까 이론적으로 수백 GB, 수 TB 메모리까지 확장 가능
  • 키를 해시(Hash Slot)로 변환해서, 그 해시값에 따라 특정 노드에 저장. → 읽기/쓰기 처리량 증가
    • Redis Cluster는 0~16383까지 총 16384개의 해시 슬롯을 가짐.
    • 각 노드가 자기 슬롯만 담당하니까, 동시에 여러 노드가 병렬로 읽기/쓰기를 처리함.
  • 클라이언트가 키를 Redis Cluster에 요청하면, Cluster는 해당 키의 해시 슬롯을 계산해서 정해진 노드로 바로 라우팅. 각 노드는 자기 담당 슬롯의 키만 저장하고 관리함.
  • 각 노드는 자신의 Replica를 가질 수 있음

5. 자료구조

• Redis는 단순한 String 말고도 다양한 자료구조를 지원 가능