Symfony Camp UA 2011: Обзор Redis storage

1. Обзор Redis storage
Igor Brovchenko
Symfony Camp UA 2011

3. План
• Что такое Redis
• Возможности
• Типы данных
• Кейсы
• Документация
• Вопросы

4. REmote DIctionary Server

5. like memcached on steroids

6. История
• Автор Salvatore Sanfilippo, @antirez, http://antirez.com/
• Зарелизен в марте 2009
• BSD лицензия
• Спонсируется компанией VMWare
• В марте 2010 VMWare наняла Salvatore
• Позже наняли Pieter Noordhuis (key contributor)

7. Redis
• Быстрый, простой, легкий key-value storage в памяти
• Разные структуры данных (String, Hash, List, Sets, ZSet)
• Expire для данных
• Персистентность через асинхронные snapshots или AOF
• Master-slave репликация
• Атомарные операции и транзакционность
• Поддержка нескольких DB
• Pub/Sub

8. Redis
• Написан на ANSI C и работает во многих POSIX системах
• Существует порт для Windows ( https://github.com/dmajkic/redis )
• Очень легко установить и настроить
• Использует память как основной storage
• Диск используется для персистентности
• Single thread (один поток)

9. Версия

10. Кто использует Redis
• и многие другие компании - http://redis.io/topics/whos-using-redis

11. Клиенты
http://redis.io/clients
• redis-cli, telnet
• php
• c, c#
• ruby, python, perl
• java, scala
• Erlang, Go, Haskell, Lua, Node.js
• и многие другие на странице http://redis.io/clients

12. Клиенты для PHP
• Predis (https://github.com/nrk/predis)
• phpredis (https://github.com/nicolasff/phpredis)
• RedisServer (https://github.com/jamm/Memory/blob/master/)
• Redisent (https://github.com/jdp/redisent)
• Rediska (https://github.com/Shumkov/Rediska)
• Symfony 1.x
• sfRediskaPlugin (https://github.com/mastermix/sfRediskaPlugin)
• sfRedisPlugin (http://www.symfony-project.org/plugins/sfRedisPlugin)
• Symfony 2
• SncRedisBundle (https://github.com/snc/SncRedisBundle)
• RedisBundle (https://github.com/Seldaek/RedisBundle)

13. Demo http://try.redis-db.com/
•
https://github.com/alexmchale/try.redis

14. Performance http://redis.io/topics/benchmarks
• Высокая производительность
• ~50K read/write операций в секунду
• 100K+ read/write операций в секунду на регулярном EC2 instance
• Xeon L5420 clocked at 2.5 GHz 64 bit:
~$ ./redis-benchmark -q -n 100000
PING: 111731.84 requests per second
SET: 108114.59 requests per second
GET: 98717.67 requests per second
INCR: 95241.91 requests per second
LPUSH: 104712.05 requests per second
LPOP: 93722.59 requests per second

15. Persistence - Snapshotting
• # redis.conf
save 60 1000
• Как это работает: fork, temporary new RDB file, replace the old file
• Надежность
• SAVE
/opt/local/var/db/redis/dump.rdb
• BGSAVE
/opt/local/var/db/redis/dump.rdb

16. Persistence - AOF
• Append-only file
• # redis.conf
appendonly yes
• Как это работает: при каждом изменении данных, все команды
записываются в AOF-файл. При перезагрузке Redis - все команды
перевыполняются до текущего состояния
• AOF файл становится большим
• BGREWRITEAOF - оптимизация AOF

17. Virtual Memory http://redis.io/topics/virtual-memory
• # redis.conf
vm-enabled yes
• Позволяет работать данными, которые не помещаются в память
• Прежде чем использовать VM задайте себе вопрос: «Мне действительно
нужен VM?»
• Redis - это storage для размещения данных в памяти!
• VM позволяет хранить keys в памяти, а values читать из диска

18. Virtual Memory
• IMPORTANT NOTE: Redis VM is now deprecated. Redis 2.4 will be the
latest Redis version featuring Virtual Memory (but it also warns you that
Virtual Memory usage is discouraged). We found that using VM has several
disadvantages and problems. In the future of Redis we want to simply provide
the best in-memory database (but persistent on disk as usually) ever, without
considering at least for now the support for databases bigger than RAM. Our
future efforts are focused into providing scripting, cluster, and better
persistence.
http://redis.io/topics/virtual-memory

19. Redis Cluster http://redis.io/topics/cluster-spec
• The Redis core team is already hacking on Redis Cluster. We already have have
some kind of experimental version in the unstable branch, while a Release
Candidate or at least a fully working beta is expected for the end of 2011
• Идея
• распределенность и отказоустойчивость c функционалом stand alone
сервера
• Node может выступить как master так и slave
• Презентация http://bit.ly/rcluster
• Branch 2.4 - https://github.com/antirez/redis

20. Replication http://redis.io/topics/replication
• Master-Slaves
• Slaves-Slave (структура в виде графа)
• Репликация является неблокирующей для мастера
• Репликацию можно использовать для масштабируемости: выполнение
тяжелых операций с SORT или для резервирования данных
• # redis.conf
slaveof 192.168.1.1 6379
• Команда SYNC

21. Sharding
• Распределение данных по нескольким серверам
• Временное решение, пока не реализован Redis Cluster
• Мультиплексный прокси-сервер. Горизонтальное масштабирование
• https://github.com/kni/redis-sharding (Perl) - проект закрыт
• http://github.com/kni/redis-sharding-hs (Haskell) => 4x

22. Databases
• Поддержка нескольких DB
• Настраивается в redis.conf
• 0-15
• По умолчанию DB 0
• SELECT index

23. redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> SET mykey "Hello"
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> GET mykey
"Hello"
redis 127.0.0.1:6379[1]> SELECT 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET mykey
(nil)
redis 127.0.0.1:6379[1]> SELECT 10
OK
redis 127.0.0.1:6379[10]>

24. Key-Value Storage

25. Транзакции
http://redis.io/topics/transactions
• Все команды сериализируются и выполняются последовательно
• Должны выполниться все команды, либо ни одной
• Команды:
MULTI EXEC DISCARD WATCH

26. Keys
• Не бинарно безопасны
• Не должны содержать пробельные символы и rn
• Рекомендации
• Не использовать слишком длинные keys
Не использовать слишком короткие keys
• Как вариант использовать формат keys «object:id:field».
Например:
«user:100:name»
«user:100:email»

27. Действия над Keys

28. Типы данных

29. Strings http://redis.io/commands#string
• Binary Safe
• Максимум 512 Mb
• Основные команды:
SET
GET
APPEND
SETEX
SETNX
STRLEN

30. Strings - Use Cases
• Кеширование
• Инвалидация по признаку (Strings + Sets + DEL)
• Сессии

31. Integers http://redis.io/commands#string
• Атомарные счетчики
• Тип данных Strings
• Команды:
INCR
INCRBY
DECR
DECRBY

32. Integers - Use Cases
• Счетчики
• Генерация уникального ID

33. Hashes http://redis.io/commands#hash
• Напоминает ассоциативный массив в PHP
• Один Hash key и несколько fields
• User => [username => ‘antirez’, password => ‘P1pp0’, age => 34]
• Каждый Hash может хранить 2^32-1 пар field-value
• Основные команды:
HSET HGET HGETALL HDEL HVALS HKEYS HLEN

34. Hashes - Use Cases
• Структурные данные (Posts, Users)
• Настройки приложения/пользователя

35. redis 127.0.0.1:6379> HSET user:1000 username james
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> HSET user:1000 password bond
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> HSET user:1000 age 34
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> HGETALL user:1000
1) "username"
2) "james"
3) "password"
4) "bond"
5) "age"
6) "34"
redis 127.0.0.1:6379> HINCRBY user:1000 age 1
(integer) 35
redis 127.0.0.1:6379> HVALS user:1000
1) "james"
2) "bond"
3) "35"

36. Sets http://redis.io/commands#set
• Неупорядоченный набор строк
• tags => [tag5, tag3, tag7,]
• В Set хранится только одна уникальная копия элемента / Набор
уникальных элементов
• Максимальное количество элементов в Set 2^32-1
• Основные команды:
SADD SMEMBERS SISMEMBER SREM

37. Sets - Use Cases
• Подсчет уникальных просмотров поста (IP)
• Списки AD объявлений
• Tags, категории
• Relations (Friends/followers)
• Кто в онлайне

38. redis 127.0.0.1:6379> SADD news:100:tags tag5
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD news:100:tags tag3
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD news:100:tags tag7
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS news:100:tags
1) "tag7"
2) "tag3"
3) "tag5"
redis 127.0.0.1:6379> SCARD news:100:tags
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> SADD news:101:tags tag7
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD news:101:tags tag12
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SINTER news:100:tags news:101:tags
1) "tag7"

39. Lists http://redis.io/commands#list
• Похожи на Sets, за исключением порядка добавление новых элементов
• Подходят для создания очередей или стеков
• Блокирование
• Основные команды:
[B]LPUSH [B]LPOP LLEN LINDEX LRANGE

40. Lists - Use Cases
• Хранение IDs
• Timeline
• Очереди или стеки (сообщения, последние комментарии)
• Логи, статистика
• Background Jobs / Queues
https://github.com/seatgeek/djjob
https://github.com/jamm/Tasks
https://github.com/treffynnon/PHP-at-Job-Queue-Wrapper
http://www.restmq.com
https://github.com/defunkt/resque

41. redis 127.0.0.1:6379> LPUSH mylist "world"
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> LPUSH mylist "hello"
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 0
1) "hello"
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "hello"
2) "world"

42. Sorted Sets http://redis.io/commands#sorted_set
• Похожи на Sets, но отсортированы по score значению
• Быстрый доступ по score или диапазону score
• Основные команды:
ZADD ZRANGE ZRANGEBYSCORE ZREVRANGE

43. Sorted Sets - Use Cases
• Рейтинг игроков
• Индексы для данных (например, age)
• Индексы по возрастанию/убыванию score
• Cчетчики (downloads, hits, votes)

44. redis 127.0.0.1:6379> ZADD user:age 34 user1
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD user:age 22 user2
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD user:age 40 user3
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD user:age 25 user4
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZRANGE user:age 1 2
1) "user4"
2) "user1"
redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE user:age (25 40
1) "user1"
2) "user3"

45. Pub/Sub

46. Pub/Sub http://redis.io/topics/pubsub
• В основе парадигма Publish/Subscribe
• Сообщения публикуются в каналах, не зная ничего о подписчиках
• Подписчики подписываются на каналы, не задумываясь про
отправителей
• Команды:
[P]SUBSCRIBE PUBLISH [P]UNSUBSCRIBE

47. Pub/Sub - Use Cases
• Чат
• Queues
• Логгирование

48. redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE room:chatty
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "room:chatty"
3) (integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH room:chatty "Hello there!"
(integer) 1
1) "message"
2) "room:chatty"
3) "Hello there!"
redis 127.0.0.1:6379> UNSUBSCRIBE room:chatty
1) "unsubscribe"
2) "room:chatty"
3) (integer) 0

49. Документация

50. Документация http://redis.io/commands

51. Интерактивная документация

52. Professional NoSQL
• Shashank Tiwari
• http://bit.ly/s7wsrl

53. Redis: The Definitive Guide
• Salvatore Sanfilippo, Pieter Noordhuis
• Released: April 2012
• http://bit.ly/tU6fOD

54. NoSQL Handbook
• Mathias Meyer
• Released: ????
• A handy and outright awesome ebook guide
to the world of NoSQL databases. Includes
heaps of practical material on how to use
NoSQL databases like Redis, MongoDB,
CouchDB, Riak and Cassandra.
• http://nosqlhandbook.com/
• @nosqlhandbook

55. CookBooks
• The Redis cookbook
http://rediscookbook.org/
• Redis tutorial
http://simonwillison.net/static/2010/redis-tutorial/
• Redis: under the hood
http://pauladamsmith.com/articles/redis-under-the-hood.html
• Redis Use Cases
http://highscalability.com/blog/2010/12/6/what-the-heck-are-you-actually-
using-nosql-for.html

56. Документация на русском
• http://pyha.ru/wiki/index.php?title=Redis

59. Ложка дегтя
• Redis это дополнительное решение. Оно не заменит SQL. Хотя аналог
Twitter на нем написан
• Redis-сервер - single-threaded. Но можно запустить один Redis-сервер
на одно свободное ядро
• Redis Cluster еще не готов
• Redis нужно столько памяти - сколько у Вас данных
• Если много данных, то snapshot будет сохранятся на диск долго.
Используете AOF!
• Не стоит использовать команду «KEYS pattern» на продакшене, она
предназначена для отладки. Читайте доки!

60. Вопросы?
• Igor Brovchenko
• @tigordev
• Igor.Brovchenko@gmail.com
• http://ua.linkedin.com/in/IgorBrovchenko
• http://tigor.com.ua