Redis Là Gì? Hệ Thống Cơ Sở Dữ Liệu NoSQL Mạnh Mẽ Nhất

Trong thời đại công nghệ số phát triển vũ bão như hiện nay, nhu cầu lưu trữ và xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ ngày càng tăng cao. Các hệ thống web, ứng dụng di động phải đáp ứng yêu cầu phục vụ hàng triệu người dùng đồng thời, với tốc độ ngày một nhanh hơn. Điều đó đòi hỏi những công nghệ lưu trữ và xử lý dữ liệu hiệu năng cao để đảm bảo trải nghiệm tốt nhất cho người dùng. Trong bối cảnh đó, Redis đã nổi lên như một lựa chọn hàng đầu và trở thành một trong những công nghệ database được sử dụng rộng rãi hiện nay. Redis là gì? Có đặc điểm ra sao? Cùng Plugin.com.vn đi tìm hiểu câu trả lời qua nội dung bài viết sau nhé!

Giới thiệu tổng quan về Redis

Redis hiện nay đã và đang trở thành một công cụ quan trọng không thể thiếu để tăng tốc độ truy xuất dữ liệu và nâng cao hiệu năng của các ứng dụng.

Định nghĩa Redis là gì?

Redis là một cơ sở dữ liệu dạng key-value được lưu trữ trong bộ nhớ (in-memory database) với tốc độ truy xuất cực kỳ nhanh. Redis được viết bằng ngôn ngữ C và có khả năng mở rộng cao. Redis là viết tắt của “REmote DIctionary Server”, có nghĩa là “Máy chủ từ điển từ xa”. Ban đầu, Redis được sử dụng như một cơ sở dữ liệu nội bộ cho các ứng dụng web. Sau đó, nó được phát triển thành một công cụ độc lập, mang tính phổ thông và được sử dụng rộng rãi đến ngày nay.

Lịch sử phát triển của Redis

Redis được phát triển vào năm 2009 bởi Salvatore Sanfilippo – một lập trình viên người Ý. Ban đầu Redis chỉ được sử dụng như một cơ sở dữ liệu cho dự án mạng xã hội LLOOGG do chính Salvatore phát triển.

Đến năm 2010, Redis mới được phát hành công khai dưới dạng mã nguồn mở với Giấy phép BSD. Điều này đã thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng của Redis rộng rãi trong cộng đồng. Redis được đón nhận nồng nhiệt bởi tốc độ xử lý dữ liệu cực nhanh và khả năng mở rộng tuyệt vời.

Đến năm 2013, dự án Redis được tài trợ và phát triển bởi công ty Redis Labs. Họ cung cấp các giải pháp dựa trên Redis như dịch vụ đám mây, các công cụ quản trị,… giúp đưa Redis trở thành một trong những công nghệ database phổ biến nhất hiện nay.

Các kiểu dữ liệu cơ bản trong Redis

Redis hỗ trợ 5 kiểu dữ liệu cơ bản:

• String (chuỗi): là giá trị dạng chuỗi text thông thường. String thường được sử dụng để lưu trữ các giá trị đơn giản như tên, địa chỉ, số điện thoại,…
• Hash (băm): là tập hợp các cặp field-value (trường-giá trị), tương tự như các object (đối tượng) trong lập trình hướng đối tượng. Hash thường lưu trữ các object phức tạp.
• List (danh sách): là danh sách các phần tử có thứ tự. Tương tự như kiểu ArrayList trong Java. Các phần tử trong List có thể truy xuất được bằng chỉ số.
• Set (tập hợp): là tập hợp các phần tử không có thứ tự. Tương tự HashSet trong Java.
• Sorted set (tập hợp có sắp xếp): là tập hợp các phần tử, mỗi phần tử có một điểm số (score) và được sắp xếp tăng dần theo điểm số. Cho phép truy xuất các phần tử theo thứ tự sắp xếp.

Ngoài các kiểu dữ liệu cơ bản trên, Redis còn hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu nâng cao hơn như Bitmaps, HyperLogLogs giúp lưu trữ dữ liệu đặc biệt như dữ liệu thống kê, dữ liệu geospatial (vị trí địa lý).

Các đặc điểm nổi bật của Redis là gì?

Redis sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, khiến nó trở thành một trong những công nghệ database phổ biến và được sử dụng rộng rãi hiện nay:

• Kiểu dữ liệu đa dạng, linh hoạt: Redis cung cấp đa dạng các kiểu dữ liệu: chuỗi, hash, list, set, sorted set. Điều này cho phép lưu trữ linh hoạt nhiều kiểu dữ liệu khác nhau trong cùng một database thay vì phải sử dụng nhiều công nghệ database khác nhau.
• Database dạng NoSQL: Redis là một database NoSQL không quan hệ. Điều này giúp Redis khắc phục được những hạn chế về hiệu năng của các cơ sở dữ liệu quan hệ truyền thống khi lưu trữ lượng lớn dữ liệu.
• Toàn bộ dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ (in-memory): Redis lưu trữ toàn bộ dữ liệu trong bộ nhớ RAM thay vì đĩa cứng như các database khác. Điều này giúp tốc độ truy xuất dữ liệu của Redis nhanh hơn hẳn, có thể đạt hàng triệu requests/giây.
• Hỗ trợ replication và sharding: Redis hỗ trợ replication (nhân bản) và sharding (phân mảnh) giúp mở rộng hệ thống database đáp ứng lượng truy cập lớn. Dữ liệu có thể được nhân bản ra nhiều node khác.
• Hiệu năng xử lý cao: Nhờ lưu trữ trong RAM và cơ chế đơn luồng (single thread), Redis có thể xử lý hàng triệu requests mỗi giây, thậm chí hàng tỷ requests cho các tác vụ đơn giản. Đây là một ưu điểm rất lớn so với các công nghệ khác.
• Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ: Redis hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến để kết nối và thao tác với database như: Java, Python, PHP, Ruby, .NET,…
• Tính khả dụng cao: Redis có khả năng phục hồi nhanh sau sự cố, đảm bảo tính khả dụng cao cho hệ thống. Dữ liệu có thể đồng bộ liên tục với các node khác.
• Lưu trữ dữ liệu dưới dạng bộ nhớ đệm: Redis thường được dùng làm bộ nhớ đệm cho các ứng dụng web, giảm tải cho database chính và tối ưu hiệu năng.
• Phù hợp với nhiều mô hình triển khai: Redis phù hợp triển khai trên đám mây lẫn trong môi trường doanh nghiệp. Có thể dễ dàng mở rộng theo nhu cầu sử dụng.

Các ứng dụng thực tế của Redis

Với những ưu điểm vượt trội, Redis đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Caching: Redis được sử dụng rộng rãi để lưu trữ bộ đệm dữ liệu thường xuyên truy cập nhằm tăng tốc độ xử lý cho các hệ thống web, mobile. Thay vì đọc dữ liệu trực tiếp từ database chính, Redis sẽ lưu bản sao dữ liệu vào bộ nhớ cache. Khi có yêu cầu, hệ thống sẽ ưu tiên truy xuất dữ liệu từ Redis trước, giúp giảm thiểu truy cập vào database chính.
• Quản lý session: Redis thường được dùng để lưu trữ thông tin phiên đăng nhập của người dùng (user session) thay thế cho các session được lưu trong bộ nhớ hay database.
• Xử lý dữ liệu real-time: Với tốc độ xử lý cực nhanh, Redis phù hợp để xử lý và phân tích các dữ liệu lớn trong thời gian thực.
• Message broker: Redis được sử dụng làm message broker trong các ứng dụng publish/subscribe. Redis hỗ trợ giao thức pub/sub giúp trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng một cách nhanh chóng và tin cậy.
• Leaderboards (bảng xếp hạng): Với kiểu dữ liệu Sorted Set, Redis thích hợp lưu trữ các bảng xếp hạng điểm cao trong game. Các bảng xếp hạng có thể được cập nhật nhanh chóng.
• Geo-Spatial: Redis hỗ trợ lưu trữ dữ liệu địa lý như vị trí của người dùng, địa điểm của cửa hàng,… dựa trên tọa độ GPS. Các truy vấn vị trí như tìm các đối tượng gần một điểm cụ thể có thể được thực hiện rất nhanh.

>>> Muốn mua theme WP giá tốt, chất lượng cao, vui lòng liên hệ với Plugin.com.vn để được tư vấn kịp thời nhé!

Hướng dẫn sử dụng Redis dành cho người mới

Để bắt đầu làm quen với Redis, chúng ta cần làm các bước sau:

Cài đặt Redis

• Cài đặt Redis trên Linux/Windows dưới dạng một service/process.
• Cấu hình các tùy chọn trong file redis.conf như bind ip, prot, daemonize, dir, maxmemory,…
• Khởi động Redis server bằng lệnh: redis-server

Sử dụng redis-cli

• redis-cli là client để kết nối và thao tác với Redis.
• Cách sử dụng cơ bản:

redis-cli

redis 127.0.0.1:6379> PING

redis 127.0.0.1:6379> SET mykey "Hello"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET mykey
"Hello"

Các lệnh thao tác cơ bản

Redis hỗ trợ rất nhiều lệnh để thao tác dữ liệu:

• Thao tác string: SET, GET, INCR, DECR, …
• Thao tác hash: HSET, HGET, HGETALL, HMSET, …
• Thao tác list: LPUSH, RPUSH, LPOP, RPOP, …
• Thao tác set: SADD, SMEMBERS, …
• Thao tác sorted set: ZADD, ZRANGE, …

Một số ví dụ ứng dụng thực tế

• Xây dựng hệ thống chat sử dụng Redis Pub/Sub

// Client 1 - Gửi tin nhắn 
redis> PUBLISH chat_channel "Xin chào"

// Client 2 - Nhận tin nhắn
// Đăng ký kênh
redis> SUBSCRIBE chat_channel 

// Nhận tin nhắn mới
"message" 
"chat_channel"
"Xin chào"

• Sử dụng Redis làm bộ nhớ cache cho ứng dụng Web

// Truy vấn dữ liệu từ Redis trước    
String productName = redis.get("product_" + productId);

// Nếu không có, mới truy vấn từ DB
If(productName == null) {
  productName = db.query("SELECT name FROM products WHERE id=" + productId);
  
  // Lưu kết quả vào Redis
  redis.set("product_" + productId, productName); 
}

Kết luận

Redis là một trong những công nghệ database phổ biến và được sử dụng rộng rãi hiện nay. Với ưu điểm về tốc độ xử lý cực nhanh, hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu đa dạng cùng khả năng mở rộng cao, Redis đã thực sự trở thành một “ngòi nổ” công nghệ giúp tối ưu hóa hiệu năng cho nhiều hệ thống web, mobile hiện đại. Hy vọng với những chia sẻ trên đây, bạn đọc đã nắm được những khái niệm cơ bản nhất về Redis để có thể bắt đầu tìm hiểu và ứng dụng nó trong công việc.