Redis とは？動作確認や機能、特徴などを解説 | OSSサポートのOpenStandia™【NRI】

Redis

Redis最新情報

NRIのOpenStandiaが提供するRedis最新情報

Redisバージョンアップ情報

■2023-11-07: ［VerUP］Redis 7.2.3（リリース日：2023/11/01）
■2023-10-25: ［VerUP］Redis 7.2.2（リリース日：2023/10/18）
■2023-09-13: ［VerUP］Redis 7.2.1（リリース日：2023/09/06）
■2023-08-29: ［VerUP］Redis 7.2.0（リリース日：2023/08/15）
■2023-07-18: ［VerUP］Redis 7.0.12（リリース日：2023/07/10）
■2023-04-26: ［VerUP］Redis 7.0.11（リリース日：2023/04/17）
■2023-04-18: ［VerUP］Redis 7.0.10（リリース日：2023/03/20）
■2023-03-07: ［VerUP］Redis 7.0.9（リリース日：2023/02/28）
■2023-02-01: ［VerUP］Redis 7.0.8（リリース日：2023/01/16）
■2023-01-05: ［VerUP］Redis 7.0.7（リリース日：2022/12/16）

更新日：2022-09-27

Redisの概要

Redis(レディス)は、C言語で書かれたオープンソースのインメモリデータストアで、REmote DIctionary Serverを略したものです。
Redisは、イタリアのSalvatore Sanfilippo(サルヴァトーレ・サンフィリッポ)氏により2009年に開発されました。
当初はWebのログをリアルタイムで解析するツールをスケーリングすることが目的でしたが、いろいろなアイデアが追加されたことによりRedisとして誕生しました。
Redisの正確な発音はRedとissを合わせたものとされています。
Salvatore Sanfilippo氏は、2020年6月に開発責任者を辞任しており、現在(2021年9月現在)はRedis社とコミュニティメンバーにより継続して開発が行われています。

従来のRDBMSとは異なり、データをキーとバリューという形式で保存するため、キーバリュー型NoSQLに分類されます（Redisのドキュメントでは、キーバリューストアではなく、データストラクチャーサーバと呼んでいます）。
バリューには文字列や数字の他にリスト、ハッシュ、セット、ソート済みセット、ビットアレー（ビットマップ）、ビットフィールド、ストリーム、Geospatial、HyperLogLogsを取ることができ、他のキーバリュー型NoSQLと比較しても豊富なデータ構造をサポートしています。

Redisはクエリに対してメモリで応答するため、非常に高速に応答できます。
安価なハードウェアでも１秒間に数万リクエストを処理でき、キャッシュやメッセージングシステムの用途で広く利用されています。

Redisはマスタースレーブ型レプリケーション(データ複製)をすることができ、マスターノードのデータをスレーブノードに複製することができます。
アプリケーションは、スレーブからデータを読むことにより、読み込み負荷分散ができます。

Redisバージョン3からはRedis Clusterという機能が導入され、シャーディング（水平分散）をすることができます。ただし、Redis Clusterの最小推奨構成は、マスタースレーブ型のレプリケーション×３＝６台となっています。
この方法では、各ノードがどこにデータが格納されているかを知っており、リクエストが来た時に、自分のノードにデータがないときに、クライアントに対してデータの存在するノードを教える動きになります（下図参照）

Redisの概要

他のキーバリュー型NoSQLと比較すると、Redisは軽量・シンプルで扱いやすい一方、水平分散の機能が部分的であるため、比較的小規模で利用するのに適しています。また、データ型が豊富なため、複雑なデータを格納する要件がある場合は適しています。

Redisの主な機能

非構造データ格納	事前にデータの構造を定義すること無く、データを格納できます。
高速なレスポンス	データベースに対する問い合わせにはメモリで応答するため、高速なレスポンスができます。安価なハードウェアでも１秒間に数万リクエストを処理できるため、キャッシュ層として広く利用されています
軽量で簡単	Redisはひとつのバイナリで完結し、サイズも650Kbyteと非常に軽量です。
出版・購読のサポート	予めクライアントがキー(およびキーパターン)に対して、購読の登録をしていると、そのキー(およびキーパタン)に対してデータの更新(出版)があった際に即座にデータを受信することができます
レプリケーション（データ複製）	Redisはマスタースレーブ型レプリケーション(データ複製)をすることができ、マスターノードのデータを非同期でスレーブノードに複製することができます。アプリケーションは、スレーブからデータを読むことにより、読み込み負荷分散ができます。
シャーディング（水平分散）	Version 3から実装されたRedis Clusterを用いることにより、シャーディングが可能になります
データ永続化	データに対する変更はメモリで応答し、それとは非同期でディスクに書き込まれます。書き込むタイミングについては、前回書き込みからの経過時間と更新回数の２つの値を設定できます。またデータの更新を追記型ログに書くモードが選択可能で、その場合必ずデータは永続化されますが、応答速度は下がってしまいます。
パイプライン	サーバの応答を待たずにコマンドを発行することができます。
期限付き保管	データに期限を付けて、期限が切れたデータを自動的に引き落とすことができます。
データ記憶容量制限	データの記憶容量を定め、それよりも多くなった場合に様々なアルゴリズムに従って、データを自動的に追い出すことができます。利用できるアルゴリズムは、LRU、ランダム選定、生存期間順、などを選択することができます。
トランザクション	複数のオペレーション(データ変更、インクリメント、配列への PUSH)を、一貫性を持ちながら実施することができます。
LUAスクリプト	LUAスクリプト言語をクエリ内で評価することができます
セキュリティ	Redisはシンプルなクライアント認証のみを提供し、データの暗号化や、クエリのエスケープは提供していません。 Redisは信頼されたネットワーク内での利用を前提としており、直接インターネットに晒すことは推奨されていません。なお Redisバージョン6からは、ACLがユーザごとに設定可能となりました。また、SSL/TLSがオプション機能としてサポートされています。

Redisのデータ型と主な操作

格納できるデータ	例	主に可能な操作
String	id : "watanabe"	CRUD、インクリメント、デクリメント、文字列連結、部分文字列
Hashes	watanabe :{ name : "watanabe" password : "hoge" }	CRUD、インクリメント、存在確認
Lists	tweets :["good-morning", "hello"]	PUSH、POP、要素数、部分取得、部分削除、他の配列への要素渡し
Sets	friends : { "Yamada", "Nomura" }	CRUD、和集合、積集合、差集合、存在確認、ランダム取得
Sorted sets	friends : { "Nomura", "Yamada" }	CRUD、順位取得、部分取得
Bitmap	flags: 00101000	オフセットを指定した値指定
HyperLogLogs	>pfadd hll a b c d >pfcount hll	PFADD,PFCOUNT、PFMERGE
Geospatial	>GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2	GEOADD、GEODIST、 GEOHASH、GEOPOS など
Stream（Redis5から）	>XADD mystream * sensor-id 1234 temperature 19.8 1518951480106-0	XADD、XRANGE、XREVRANGE、XACKなど

Redisの主な制約

データ容量は物理メモリ量	Redisは物理メモリ以上のデータ量を扱えません。（Version 2.0～2.4までの間は仮想メモリという機能が話題に上がっていましたが、2.6から削除されました。）
トランザクションのロールバック	トランザクションのロールバックはサポートされていません。「永続化モード」で利用しており、トランザクション中にサーバがダウンした場合、部分的にデータがディスクに書き込まれた状態になります。この場合「redis- check-aof」ツールを用いて部分的に書き込まれた部分を取り除く必要があります。
ノードを超えた集合演算	水平分散環境において、ノードに分散しているデータに対して集合演算はできません。