Redis berbanding Memcached: Memilih Enjin yang Sesuai

Redis (Remote Dictionary Server) ialah stor struktur data dalam memori yang kaya dengan ciri dan menggunakan satu bebenang (bagi setiap tika), yang menyokong rentetan, cincangan, senarai, set, set tersusun, peta bit, HyperLogLogs, strim dan indeks geospatial. Kelebihan utama berbanding Memcached: kegigihan pilihan (AOF dan syot kilat RDB), replikasi (replika bacaan dan peralihan automatik), pemesejan pub/sub, penskripan Lua, transaksi (MULTI/EXEC) dan mod kelompok untuk pembahagian mendatar. Redis ialah pilihan yang tepat bagi kebanyakan senario penyimpanan cache dunia sebenar.

Redis menyokong dua mekanisme kegigihan: RDB (Redis Database) — syot kilat berkala pada sesuatu masa yang disimpan ke cakera pada selang yang boleh dikonfigurasikan (pemulaan semula yang pantas, tetapi data antara syot kilat mungkin hilang). AOF (Append-Only File) — merekod setiap operasi tulis; apabila dimulakan semula, Redis memainkan semula log tersebut untuk membina semula keadaan (ketahanan data dengan kos saiz fail yang lebih besar dan pemulaan semula yang lebih perlahan). Dalam ElastiCache, anda boleh mendayakan AOF untuk mengekalkan data merentasi pemulaan semula nod. Ini penting apabila ElastiCache digunakan bukan sekadar sebagai cache, tetapi juga sebagai stor data utama (contohnya untuk data sesi).

Redis menyokong kumpulan replikasi dengan satu nod utama yang mengendalikan semua penulisan dan sehingga 5 replika bacaan yang mengendalikan bacaan. Dengan Multi-AZ dan peralihan automatik didayakan, ElastiCache secara automatik menaik taraf replika bacaan menjadi nod utama apabila nod utama gagal — biasanya melengkapkan peralihan dalam masa kurang daripada 60 saat. Ini memberikan ketersediaan tinggi kepada aplikasi berasaskan Redis, sesuatu yang tidak dapat ditandingi oleh Memcached (Memcached tidak mempunyai replikasi). Untuk aplikasi Production yang memerlukan cache HA, sentiasa gunakan Redis dengan peralihan automatik.

Set tersusun ialah salah satu struktur data Redis yang paling berkuasa. Setiap ahli mempunyai skor titik apungan yang berkaitan, dan ahli sentiasa disimpan dalam susunan tersusun. Hal ini menjadikan set tersusun sesuai untuk Leaderboard (kedudukan berdasarkan skor), baris gilir keutamaan (memproses tugas berkeutamaan tertinggi dahulu) dan pengehadan kadar (tetingkap gelongsor dengan cap masa sebagai skor). Operasi ZADD, ZRANGE, ZREVRANGE, ZRANK dan ZRANGEBYSCORE semuanya ialah O(log n) — amat cekap walaupun untuk berjuta-juta entri.

pub/sub Redis membolehkan penerbit menyiarkan mesej ke saluran tanpa mengetahui siapa yang melanggan. Pelanggan menerima semua mesej yang diterbitkan ke saluran yang dilanggannya dalam masa nyata. Mesej Pub/sub tidak dikekalkan — jika pelanggan berada di luar talian, mesej tersebut akan terlepas. Untuk pemesejan berterusan dengan penghantaran terjamin, gunakan Redis Streams (struktur data yang lebih kukuh yang ditambahkan dalam Redis 5) atau perkhidmatan pemesejan khusus seperti SQS atau SNS. Untuk peperiksaan SAA-C03, pub/sub Redis ialah pilihan bagi pemberitahuan masa nyata yang ringan antara perkhidmatan.

Gunakan rangka kerja ini untuk membuat pilihan bagi peperiksaan SAA-C03: Pilih Memcached apabila anda memerlukan: cache ringkas tanpa keperluan HA, prestasi berbilang bebenang dan penskalaan mendatar dengan menambah nod (cache tulen). Pilih Redis apabila anda memerlukan: kegigihan (stor sesi), replikasi dan peralihan (HA), jenis data kompleks (set tersusun untuk Leaderboard, set dan senarai), pub/sub, transaksi Lua atau Mod Kelompok untuk penskalaan mendatar berbilang serpihan. Jika soalan peperiksaan menyebut sebarang ciri selain penyimpanan cache nilai-kunci yang ringkas, Redis hampir sentiasa merupakan jawapannya.

ElastiCache menawarkan beberapa keluarga jenis nod: r7g (Graviton 3, dioptimumkan memori — harga/prestasi terbaik, disyorkan untuk kebanyakan penyimpanan cache), m7g (pengiraan dan memori seimbang) dan t4g (boleh meletus, kos rendah untuk pembangunan/pengujian). Saiz nod adalah antara cache.t4g.micro (500 MB) hingga cache.r7g.16xlarge (425 GB). Untuk Production, pilih saiz nod yang mengekalkan set data anda dalam memori dengan lebihan kapasiti sebanyak 20–25%. Kehabisan memori menyebabkan pengusiran (Memcached) atau ralat OOM (Redis).

ElastiCache diterapkan dalam VPC anda dengan kumpulan keselamatan yang mengawal akses — tiada akses internet awam secara lalai. Untuk Redis, dayakan token AUTH (kata laluan yang mesti diberikan oleh klien) dan penyulitan semasa penghantaran (TLS) bagi sambungan, serta penyulitan semasa disimpan menggunakan KMS. Untuk Memcached, hanya TLS semasa penghantaran tersedia (tiada penyulitan semasa disimpan atau AUTH). Apabila berhijrah daripada Redis yang tidak disulitkan kepada Redis yang disulitkan, penghijrahan di tempat tidak tersedia — anda mesti mencipta kelompok disulitkan yang baharu dan memanaskannya.

Apabila cache Redis atau Memcached penuh, dasar pengusiran menentukan kunci yang akan dibuang untuk menyediakan ruang. Dasar pengusiran Redis yang lazim: noeviction (mengembalikan ralat OOM — sesuai apabila cache ialah stor utama), allkeys-lru (mengusir kunci yang paling lama tidak digunakan merentas semua kunci — sesuai sebagai cache umum), volatile-lru (LRU antara kunci yang mempunyai TTL — mengekalkan kunci yang tidak luput), allkeys-random (pengusiran rawak) dan allkeys-lfu (paling kurang kerap digunakan). Untuk kes penggunaan cache biasa, allkeys-lru atau allkeys-lfu disyorkan.

Dalam pelajaran ini, anda telah mempelajari bahawa: Memcached adalah ringkas, berbilang bebenang dan tiada HA — terbaik untuk penskalaan mendatar cache ringkas semata-mata, Redis menyokong struktur data kompleks, kegigihan, pub/sub dan peralihan Multi-AZ — terbaik untuk kebanyakan senario penyimpanan cache Production, dan set tersusun menjadikan Redis pilihan semula jadi untuk Leaderboard serta baris gilir keutamaan. Seterusnya, kita akan meneroka Kumpulan Replikasi Redis dan Mod Kelompok untuk pembahagian mendatar.