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Redis Server-assisted Client side caching

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Redis Server-assisted Client side caching

개요 槪要 Outline

레디스 서버는 고성능(high performance)입니다만, 클라이언트(애플리케이션) 입장에서 보면, 데이터가 필요할 때마다 매번 레디스 서버에 쿼리해서 가져오는 것보다 한번 가져온 데이터를 계속 사용할 수 있다면 훨씬 더 나은 성능을 제공할 수 있을 것입니다.
이 경우 해결해야 할 문제는 데이터가 변경되었을 때 클라이언트는 해당 데이터가 변경되었는지를 어떻게 아느냐하는 것입니다. 레디스 서버 입장에서는 변경된 데이터를 조회해서 가지고 있는 클라이언트들에게 데이터가 변경되었음을 알려주는 효율적인 방법이 있어야 합니다.
레디스는 pub/sub 기능을 이용해서 캐싱을 사용하는 클라이언트에 알림을 보냅니다.
기본 모드와 브로드캐스팅(broadcasting) 모드가 있습니다.
명령은 client로 시작합니다.
이 기능은 버전 6.0부터 사용할 수 있습니다.

기본 모드

Tracking on

Tracking 이후에 조회하는 모든 키를 캐싱한다. 서버는 해당하는 키가 변경되면 클라이언트에게 publish로 메시지를 보낸다.
Client 4 > client tracking on redirect 5
redirect 5는 client id 이다. Client id는 client id 명령으로 확인할 수 있다.
Subscribe하는 클라이언트를 별도로 지정한다.
Client 5 > subscribe __redis__:invalidate <- channel name
Client 4 > get key -> "value"
이후 Client 4는 데이터를 서버에 다시 조회하지 않고 캐시된 데이터를 사용한다.
Client 6 > set key value10 <- 다른 클라이언트가 데이터를 바꾼다.
Client 5 >
1) "message"
2) "__redis__:invalidate"
3) 1) "key"
Client 4는 캐시된 데이터를 지운다.

Tracking on NOLOOP

위의 경우(noloop 옵션을 사용하지 않았을 경우) 자신(client 4)이 입력한 키에 대해서도 무효화 메시지를 받는다. 자신(client 4)이 입력한 키에 대해서 무호화 메시지를 받지 않으려면 NOLOOP 옵션을 사용한다.

Tracking on OPTIN

Client caching yes 후 조회명령을 실행한다. 해당 키에 대해서만 캐시한다. 조회명령 실행 직전에 매번 "client caching yes"를 실행해야 한다.
Client 4 > client tracking on redirect 5 OPTIN
Client 5 > subscribe __redis__:invalidate
Client 4 > client caching yes
Client 4 > get key -> "value"
Client 6 > set key value10
Client 5 >
1) "message"
2) "__redis__:invalidate"
3) 1) "key"

Tracking on OPTOUT

캐시 시작 명령(client caching yes)은 필요하지 않고, 캐시를 중지하려면 "client caching no" 명령을 실행한다.
Client 4 > client tracking on redirect 5 OPTOUT
Client 5 > subscribe __redis__:invalidate
Client 4 > get key -> "value"
Client 4 > get key1 -> "value1"
Client 6 > set key value10
Client 5 >
1) "message"
2) "__redis__:invalidate"
3) 1) "key"
Client 6 > set key1 value11
Client 5 >
1) "message"
2) "__redis__:invalidate"
3) 1) "key1"
Client 4 > client caching no
이후에는 메시지가 오지 않는다.

정리

OPTIN은 client caching yes와만 사용할 수 있고, OPTOUT은 client caching no와만 사용할 수 있다.
OPTIN과 OPTOUT은 같이 사용할 수 없다.
Tracking을 중지하려면 "client tracking off"를 사용한다.

브로드캐스팅(broadcasting) 모드

Tracking on BCAST

이 모드는 조회 여부와 상관없이 모든 키에 대해서 무효화 메시지를 받는다.
Client 4 > client tracking on redirect 5 BCAST
Client 5 > subscribe __redis__:invalidate
Client 6 > set key value10
Client 5 >
1) "message"
2) "__redis__:invalidate"
3) 1) "key"

Tracking on BCAST PREFIX user

접두어(prefix)를 사용하는 방법: 접두어를 지정하면 해당하는 키에 대해서만 무효화 메시지를 받는다.
접두어는 여러 개 지정할 수 있다.
Client 4 > client tracking on redirect 5 BCAST PREFIX user
Client 5 > subscribe __redis__:invalidate
Client 6 > set user100 value
Client 5 >
1) "message"
2) "__redis__:invalidate"
3) 1) "user100"

Tracking off

모드에 상관없이 tracking을 중지하려면 "client tracking off" 명령을 사용한다.

정리

다른 모드로 전환할 때는 tracking off 한다.
BCAST 모드에서는 OPTIN/OUTPUT 옵션은 사용할 수 없다.

관련 정보

서버 내부 데이터 구조

키와 클라이언트 정보를 보관하기 위해서 RAX(radix tree)를 사용한다.
6.0 RC1 버전에서는 배열을 사용해서 128mb의 서버 메모리를 사용했다.

Event Notification과 비교

"config set notify-keyspace-events KA"로 설정하면 모든 키 이벤트에 대해서 알림을 받을 수 있다.
클라이언트는 "subscribe __keyspace@0__:key"를 실행하고, "get key"를 실행한다.
다른 클라이언트에서 "set key YYY"를 실행하면, subscribe한 클라이언트 "__keyspace@0__key set" 메시지를 받는다.
클라이언트는 "unsubscribe __keyspace@0__:key"를 실행한다.
키를 사용할 때마다 subscribe와 unsubscribe를 해주어야 한다.

기타 정보

flushdb 또는 flushall을 했을 경우 클라이언트는 "\x00" 메시지를 받는다.
INFO clients: tracking_clients
현재 tracking하고 있는 client 수를 보여준다. tracking on하면 증가하고, off하면 감소한다.
INFO stats: tracking_total_keys
현재 client가 캐시하고 있는 키 개수를 보여준다. Client가 키를 조회(캐싱)하면 증가하고, 해당 키가 변경되어 메시지가 보내면 감소한다.

동영상 강의

<< Event Notification	Redis Server Threads >>

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