[Redis] Redis를 이용하여 데이터 캐싱& 조회 성능 개선하기

 Redis 특징과 장/단점에 알아보자

• Redis 특징
  • In-memory 데이터베이스로 key-value 형태의 데이터베이스. 다양한 command를 제공하며 single thread이다.
• 장점
  • 여러 instance가 하나의 데이터를 공유할 수있다. 다양한 command를 지원한다.
• 단점
  • Local caching에 비해서는 느리다.

 

현재 필자의 프로젝트는 상품 데이터를 매번 요청마다 데이터베이스를 조회해서 가져오고 있다. 하지만 변화하지 않는 데이터를 매번 데이터베이스를 조회해서 가져온다면 성능에 무리가 갈 수 있다. 따라서 이 데이터를 redis로 캐싱을 해두고 조회할 때 캐싱된 데이터를 redis로부터 조회를 해서 사용할수 있도록 개선을 해보자.

또한 Redis를 사용할 때는 failover에 대한 부분을 반드시 고려해야 한다. 만약 Redis가 장애가 발생하거나 문제가 있을 경우 데이터베이스를 조회해서 가져올 수 있도록 분기처리도 해보자.

 

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1. RedisTemplateService.java

cache라는 디렉토리안에 서비스 클래스를 만든다.
해당 클래스에서 상품 데이터를 저장해 보고 저장된 데이터를 조회해 볼 것이다.

상수로 키값을 “PRODUCT” 로 지정한다.
Redis 연산을 사용하기 위해 이전 글에 만들었던 Redis 템플릿을 가져온다.
또한 객체를 redis 데이터로 만들어주기 위해 ObjectMapper도 의존성 주입을 한다. 
우리는 Redis에서 데이터를 조회하거나 저장을 할 때, Serialize, Deserialize를 Object Mapper를 이용해서 사용하는데 하나의 싱글턴으로 구성을 해놓고 빈으로 사용하여 인스턴스를 반복해서 생성하는 것을 방지하도록 하자.

또한 우리는 스프링에서 제공하고 있는 @PostConstruct를 이용해서 생성자 주입을 하고 난 후에 redisTemplate에서 제공하는 해시 자료구조를 이용할 것이다. 

ObjectMapperConfig 클래스를 만들고 빈으로 등록해 준다. 빈으로 등록된 ObjectMapper를 사용해서 serialize, deserialize를 진행할 것이다.

 

 

HashOperation는 redisTemplate이 가지고 있으므로 우리는 스프링에서 제공하고 있는 @PostConstruct를 이용해서 생성자 주입을 하고 난 후에 redisTemplate에서 제공하는 해시 자료구조를 이용할 것이다. 

 

우리는 HashOperation을 이용해서 상품 데이터를 담을 건데 

HashOperation<String, String, String> 에서
첫번째 String은 앞서 정의한 key값(=CACHE_KEY)
두번째와 세번째 키값은 subkey(=db의 pk값), value(상품dto를 string값으로 변경한 값) 를 담을 것이다. 마지막 value값은 상품 dto를 String값으로 변경할 것이다. Object Mapper를 이용해서 Serialize를 해서 json 형태로 저장할 것이다. 따라서 serialize, deserialize 하는 메서드를 만들어보자

 

ObjectMapper.writeValueAsString() 메서드를 이용하면 객체를 Json형태로 Serialize해준다.
Deserialize하기 위해서는 ObjectMapper에서 제공하는 ObjectMapper.readValue()메서드를 이용하면 Json타입을 상품 DTO로 맵핑을 해서 변환해 준다.
ObjectMapper.readValue(변환시키고자 하는 값, 변환될 값)

 

우리는 이 serialize, deserialize를 하는 메서드를 이용하여 Redis에 데이터를 저장, 조회 해볼 것이다.

이제 Redis에 저장하고 조회하는 메서드를 만들어보자.

 

 

저장하는 메서드에는 앞서 정의한 순서대로 
캐시 키값에는 상수로 선언한 키값,  서브키, 밸류값을 변환을 해서 해시에 넣어준다.

 

 

조회메서드는 앞서 저장한 key에 해당하는 값을 가져와서 json형태를 상품 dto로 deserialize 해준다. hashOperations.entries()는 사용해서 전체 value값을 모두 가져온 후 상품 dto 리스트로 변환을 한다.

만약 에러가 발생한다면 로그를 남기고 빈 리스트를 반환해 준다.

 

전체 코드

@Slf4j
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class SearchRedisTemplateService {
    private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
    private final ObjectMapper objectMapper;

    private static final String CACHE_KEY = "PRODUCT";

    private HashOperations<String, String, String> hashOperations;

    @PostConstruct
    public void init() {
        this.hashOperations = redisTemplate.opsForHash();
    }

    public void save(SearchResultDto resultDto) {
        if(Objects.isNull(resultDto) || Objects.isNull(resultDto.getProductId())) {
            log.error("Required Values must not be null");
            return;
        }

        try {
            hashOperations.put(CACHE_KEY,
                    resultDto.getProductId(),
                    serializeDto(resultDto));
            log.info("[RedisTemplateService save success] id: {}", resultDto.getProductId());
        } catch (Exception e) {
            log.error("[RedisTemplateService save error] {}", e.getMessage());
        }
    }

    public List<SearchResultDto> findAll() {

        try {
            List<SearchResultDto> list = new ArrayList<>();
            for (String value : hashOperations.entries(CACHE_KEY).values()) {
                SearchResultDto resultDto = deserializeDto(value);
                list.add(resultDto);
            }
            return list;

        } catch (Exception e) {
            log.error("[RedisTemplateService findAll error]: {}", e.getMessage());
            return Collections.emptyList();
        }
    }

    public void delete(String id) {
        hashOperations.delete(CACHE_KEY, id);
        log.info("[RedisTemplateService delete]: {} ", id);
    }

    private String serializeDto(SearchResultDto productDto) throws JsonProcessingException {
        return objectMapper.writeValueAsString(productDto);
    }

    private SearchResultDto deserializeDto(String value) throws JsonProcessingException {
        return objectMapper.readValue(value, SearchResultDto.class);
    }

}

 

 

2. Redis로 조회하기

 

 

만약 전체 상품 데이터를 조회하는 메서드가 불리었을때, 데이터베이스에서 데이터를 조회하는 게 아니라 Redis에서 먼저 조회를 하고 문제가 발생하게 되면 데이터베이스에서 상품 데이터를 조회하도록 진행할 것이다. 
Redis를 사용하기 위해서 방금 만든 RedisTemplateService를 주입시킨다.

 

 

이제 Redis에 저장하고 조회하는 실습을 해보자!

 

필자는 통합테스트를 이용해서 애플리케이션 콘텍스트를 로드하여 Redis와 연결하여 저장하고 조회할 것이다.

 

 

우선 데이터베이스에서 상품 데이터를 가져와서 Redis에 저장해 보자

 

테스트를 실행시키면 테스트가 통과되고

Redis 컨테이너에 들어가서 확인해 보면

 잘 저장이 된 걸 확인할 수가 있다.

 

이제 조회하는 테스트를 실행시켜 보자.

 

조회하는 메서드도 통과한다!!

 

마지막으로 레디스 페일오버 발생 시 db에서 데이터를 가져오는지도 테스트 해보자.

 

테스트 통과!!!^_^

 

끝!