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Arquitectura interna ​

Redis es rapido porque su diseno evita muchas capas: mantiene el dataset en memoria, ejecuta comandos de forma muy eficiente y usa estructuras de datos optimizadas para cada tipo.

Modelo general ​

mermaid
flowchart LR
  C["Clientes"] --> S["Redis server"]
  S --> M["Memoria"]
  S --> P["Persistencia"]
  S --> R["Replicas"]
  P --> AOF["AOF"]
  P --> RDB["RDB snapshots"]

Proceso principal ​

Redis usa un proceso servidor que atiende conexiones, interpreta comandos y modifica estructuras en memoria.

Aunque Redis puede usar hilos auxiliares para algunas tareas, el modelo mental importante es que los comandos se procesan de forma ordenada. Eso simplifica la atomicidad: un comando individual no se entremezcla con otro.

Event loop ​

Redis usa un bucle de eventos para manejar conexiones de red sin crear un hilo por cliente.

mermaid
sequenceDiagram
  participant C as Cliente
  participant E as Event loop
  participant D as Dataset

  C->>E: SET user:1 "Iago"
  E->>D: Escribe valor
  D-->>E: OK
  E-->>C: OK

Dataset en memoria ​

Redis guarda claves y valores en memoria. Cada clave apunta a un objeto Redis con tipo, encoding interno y metadata.

Tipos principales:

  • Strings.
  • Hashes.
  • Lists.
  • Sets.
  • Sorted sets.
  • Streams.
  • HyperLogLog.
  • Bitmaps.

Encodings internos ​

Redis puede representar un mismo tipo de dato con estructuras internas distintas segun tamano y forma.

Ejemplos:

  • Hash pequeno: representacion compacta.
  • Hash grande: tabla hash.
  • Sorted set pequeno: representacion compacta.
  • Sorted set grande: skiplist + hash.

No necesitas controlar esto todos los dias, pero explica por que cambiar cardinalidades puede afectar memoria y rendimiento.

Operaciones O(1), O(log n) y O(n) ​

No todos los comandos cuestan igual.

Ejemplos:

txt
GET clave              O(1)
SET clave valor        O(1)
HGET hash campo        O(1)
ZADD ranking score id  O(log n)
LRANGE lista 0 -1      O(n)
KEYS *                 O(n)

En produccion, evita comandos que recorren todo el dataset.

Expiraciones ​

Redis permite asociar TTL a claves.

bash
SET token:abc "user-1" EX 900
TTL token:abc

Redis elimina claves expiradas de dos formas:

  • Eliminacion pasiva cuando se accede a una clave caducada.
  • Eliminacion activa muestreando claves con TTL.

Persistencia ​

Redis puede persistir datos, pero su fortaleza sigue siendo la velocidad en memoria.

Opciones:

  • RDB: snapshots periodicos.
  • AOF: log de comandos de escritura.
  • RDB + AOF: combinacion comun para mas seguridad.

Replicacion ​

Una replica recibe datos del primario.

mermaid
flowchart LR
  P["Primary"] --> R1["Replica 1"]
  P --> R2["Replica 2"]
  R1 --> C1["Lecturas opcionales"]
  R2 --> C2["Lecturas opcionales"]

La replicacion mejora disponibilidad y puede descargar lecturas, pero no sustituye backups.

Latencia ​

La latencia puede venir de:

  • Comandos pesados.
  • Memoria insuficiente.
  • Swapping.
  • Red.
  • Persistencia mal configurada.
  • Forks para snapshots en instancias grandes.

Buenas practicas ​

  • Conoce la complejidad de los comandos que usas.
  • Evita KEYS en produccion; usa SCAN.
  • Mantén Redis con memoria suficiente para evitar swap.
  • Decide persistencia segun criticidad del dato.
  • Monitoriza latencia, memoria y comandos lentos.