Что такое Redis и каковы принципы его работы?

Redis (REmote DIctionary Server) — это высокопроизводительное, резидентное (in-memory) хранилище данных типа «ключ-значение». Его часто называют "сервером структур данных", так как значениями могут быть не только строки, но и более сложные структуры.

Принцип работы:

1. In-Memory хранение: Все данные хранятся в оперативной памяти (RAM), что обеспечивает минимальные задержки при чтении и записи (менее миллисекунды).
2. Однопоточность: Redis использует однопоточную модель для выполнения команд. Это исключает гонки состояний при доступе к данным и упрощает архитектуру. Сложные операции, такие как сохранение на диск, выполняются в фоновых потоках.
3. Персистентность (опционально): Хотя Redis работает в памяти, он может сохранять данные на диск для восстановления после перезапуска. Есть два механизма:
   • RDB (Snapshotting): Создание снимков всей базы данных через определенные интервалы.
   • AOF (Append-Only File): Запись каждой операции изменения в лог-файл.

Ключевые структуры данных:

• Strings: Строки, числа.
• Lists: Списки элементов, упорядоченные по порядку вставки (идеально для очередей).
• Hashes: Хеш-таблицы для хранения объектов.
• Sets: Неупорядоченные коллекции уникальных строк.
• Sorted Sets: Sets, где у каждого элемента есть вес (score), по которому коллекция отсортирована.

Пример на Go с go-redis:

// Создание клиента
client := redis.NewClient(&redis.Options{
    Addr: "localhost:6379",
})

// Запись значения с временем жизни 1 час
// 0 - означает без времени жизни (бессрочно)
err := client.Set(ctx, "user:1:session", "some_value", time.Hour).Err()
if err != nil {
    panic(err)
}

// Чтение значения
val, err := client.Get(ctx, "user:1:session").Result()
if err == redis.Nil {
    fmt.Println("Ключ не найден")
} else if err != nil {
    panic(err)
}

Основные сферы применения:

• Кеширование: Кеширование данных из БД, результатов API-запросов.
• Управление сессиями: Хранение сессий пользователей.
• Очереди задач: Реализация простых очередей для фоновых задач (background jobs).
• Pub/Sub: Создание систем обмена сообщениями в реальном времени.
• Счетчики и аналитика: Быстрые атомарные операции (INCR) для real-time аналитики.