Redis

Escalando sua aplicação para suportar milhões

Quem sou eu?

Lucas Santos

@ll_ucasn

BSc. Computer Science

Redis é um NoSQL

Not only SQL

Redis é um NoSQL

Not only SQL

Outro tipo de estruturação de dados, diferente da tabular vista nos bancos de dados relactionais

Redis é um armazenador de Key-Value

Você dá a Key(Chave) junto com o Value(valor) para aquela Key

Redis é um armazenador de Key-Value

Você dá a Key(Chave) junto com o Value(valor) para aquela Key

'nome' : 'Daniela'

Redis é um Data Structure Server

E o mais incrível: Redis é In-Memory

Seu armazenamento principal é feito na memória RAM

E por quê eu quero meu banco de dados In-Memory?

Aqui está um exemplo de uma operação típica em um MySQL

Agora imagine uma aplicação enviando 1 milhão de requisições onde serão realizadas escritas no Banco de Dados

Como o seu sistema irá reagir ao ver que terá que fazer 1kkk disk I/O de vez

Disk I/O é uma operação extremamente custosa

Gargalo

Em situações de fluxo elevado, isso significa: lentidão, Crashes, Usuários Insatisfeitos

Em situações como essa, Redis e sua tecnologia in-memory é o que irá salvar.

"Mas se eu reiniciar a máquina, vou perder minhas informações? Afinal, memória RAM é volátil"

A estratégia não é substituir o MySQL pelo Redis. A ideia é adiciona-lo na sua stack.

O papel do Redis é de Memoria Cache

Redis como Memória Cache

Redis até agora:

NoSQL

Redis até agora:

NoSQL
Key-Value Storing

Redis até agora:

NoSQL
Key-Value Storing
Data Structure Server

Redis até agora:

NoSQL
Key-Value Storing
Data Structure Server
In-Memory

Redis até agora:

NoSQL
Key-Value Storing
Data Structure Server
In-Memory

E não para por aí.

Data Structure Server

O fato do Redis ser organizado por Key-Value não limita o value a ser apenas uma String

Data Structure Server

O fato do Redis ser organizado por Key-Value não limita o value a ser apenas uma String
Ao invés de uma String, o Value pode ser uma Estrutura de Dados conhecida

Data Structure Server

O fato do Redis ser organizado por Key-Value não limita o value a ser apenas uma String
Ao invés de uma String, o Value pode ser uma Estrutura de Dados conhecida

> set nome daniela
OK
> get nome
"daniela"

Data Structure Server

O fato do Redis ser organizado por Key-Value não limita o value a ser apenas uma String
Ao invés de uma String, o Value pode ser uma Estrutura de Dados conhecida

List

O Redis implementa a verdadeira List Data Structure (de um ponto de vista teórico)

List

O Redis implementa a verdadeira List Data Structure (de um ponto de vista teórico)
A implementação é feita usando as Linked Lists

List

O Redis implementa a verdadeira List Data Structure (de um ponto de vista teórico)
A implementação é feita usando as Linked Lists
O que significa que a inserção de novos elementos, tanto no início quanto no fim da lista é feito em tempo constante O(1)

List

O Redis implementa a verdadeira List Data Structure (de um ponto de vista teórico)
A implementação é feita usando as Linked Lists
O que significa que a inserção de novos elementos, tanto no início quanto no fim da lista é feito em tempo constante O(1)
O tempo pra inserir um elemento em uma lista com 10 elementos é o mesmo pra inserir em uma lista com 10 milhões de elementos!

List

O Redis implementa a verdadeira List Data Structure (de um ponto de vista teórico)
A implementação é feita usando as Linked Lists
O que significa que a inserção de novos elementos, tanto no início quanto no fim da lista é feito em tempo constante O(1)
O tempo pra inserir um elemento em uma lista com 10 elementos é o mesmo pra inserir em uma lista com 10 milhões de elementos!
Logo, se um cenário exigir largas escalas de inserção de dados em listas, use list

List

> rpush minha_lista rodrigo
(integer) 1
> rpush minha_lista daniela
(integer) 2
> rpush minha_lista lucas
(integer) 3
> rpush minha_lista nadson
(integer) 4
> lrange minha_lista 0 -1
1) "rodrigo"
2) "daniela"
3) "lucas"
4) "nadson"

Sets (conjuntos)

Sets são coleções não-ordenadas de String

Sets (conjuntos)

Sets são coleções não-ordenadas de String
A diferença de Sets para Lists, é que essa Estrutura de Dados permite a aplicação de métodos da teoria de conjuntos em cima dos elementos

Sets (conjuntos)

Sets são coleções não-ordenadas de String
A diferença de Sets para Lists, é que essa Estrutura de Dados permite a aplicação de métodos da teoria de conjuntos em cima dos elementos
intercessão, união, diferença entre conjuntos e mais

Sets (conjuntos)

Sets são coleções não-ordenadas de String
A diferença de Sets para Lists, é que essa Estrutura de Dados permite a aplicação de métodos da teoria de conjuntos em cima dos elementos
intercessão, união, diferença entre conjuntos e mais
E também, Sets não permitem elementos repetidos. A inserção de elementos iguais ocasionará em uma única cópia deste elemento

Ordered Sets

A diferença é que esses Sets são ordenados por um valor chamado Score

Ordered Sets

A diferença é que esses Sets são ordenados por um valor chamado Score
Apesar de que os elementos não podem se repetir, os Scores podem ser iguais

Ordered Sets

A diferença é que esses Sets são ordenados por um valor chamado Score
Apesar de que os elementos não podem se repetir, os Scores podem ser iguais
Extremamente performático

Ordered Sets

A diferença é que esses Sets são ordenados por um valor chamado Score
Apesar de que os elementos não podem se repetir, os Scores podem ser iguais
Extremamente performático
Utilizados no mundo real em diversos casos: Leader Board em tempo real

Hashes

Hashes são mapeamentos entre valores em strings e campos em strings

Hashes

Hashes são mapeamentos entre valores em strings e campos em strings
São perfeitos pra representar objetos

Hashes

Hashes são mapeamentos entre valores em strings e campos em strings
São perfeitos pra representar objetos
Exemplo, objeto usuário com vários campos como Nome, Sobrenome, Email...

Hashes

Hashes são mapeamentos entre valores em strings e campos em strings
São perfeitos pra representar objetos
Exemplo, objeto usuário com vários campos como Nome, Sobrenome, Email...

HMSET user:1000 username antirez password P1pp0 age 34
HGETALL user:1000
HSET user:1000 password 12345
HGETALL user:1000

Hashes

Hashes são mapeamentos entre valores em strings e campos em strings
São perfeitos pra representar objetos
Exemplo, objeto usuário com vários campos como Nome, Sobrenome, Email...

HMSET user:1000 username antirez password P1pp0 age 34
HGETALL user:1000
HSET user:1000 password 12345
HGETALL user:1000

Extremamente performático, cada hash pode armazenar mais de 4 bilhões de campos

O quão rápido é o Redis?

Redis-Benchmark

Simulando 100mil requests

$ redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q

Simulando 100mil requests

$ redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
SET: 74239.05 requests per second
LPUSH: 79239.30 requests per second

Simulando 100mil requests

$ redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
SET: 74239.05 requests per second
LPUSH: 79239.30 requests per second

Voltando ao uso do Redis como Cache....

Implementando um simples Redis Cache

app = Flask(__name__)
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'mysql+pymysql://root:sa@localhost/bancodedados2'
db = SQLAlchemy(app)
cache = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)

class User(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(80))
    email = db.Column(db.String(120))

    def __init__(self, username, email):
        self.username = username
        self.email = email

    def __repr__(self):
        return '<User %r>' % self.username

def createUsers():
    with Timer(verbose=True) as t:
        for x in xrange(0,100000):
            user = User('teste', 'teste')
            db.session.add(user)
        db.session.commit()

def getUsers():
    with Timer(verbose=True) as t:
        users = cache.get('users')
        if not users:
            users = User.query.all()
            cache.set('users', users)

@app.route('/')
def hello_world():
    getUsers()
    return 'Hello Worldd!'

if __name__ == '__main__':
    app.debug=True
    app.run(host='0.0.0.0')

O que irá acontecer?

1º Request: Buscar um número enorme de registros no MySQL e depois adicionar no Redis

Tempo para retornar os dados: 45861 millisegundos

2º Request: Usuário buscando os mesmo dados, dessa vez ele já está no Redis Cache

Tempo para retornar os dados: 5 millisegundos

2º Request: Usuário buscando os mesmo dados, dessa vez ele já está no Redis Cache

Tempo para retornar os dados: 5 millisegundos

45861 millisegundos

5 millisegundos

45861 millisegundos

5 millisegundos

9172 vezes mais rápido que o acesso ao MySQL

Meu motivo para usar Redis!

Obrigado!

Redis

By Lucas Nascimento

Redis

Quem sou eu?

Redis é um NoSQL

Redis é um NoSQL

Redis é um NoSQL

Redis é um armazenador de Key-Value

Redis é um armazenador de Key-Value

Redis é um armazenador de Key-Value

Redis é um Data Structure Server

E o mais incrível: Redis é In-Memory

E o mais incrível: Redis é In-Memory

Redis

More from Lucas Nascimento