WIL Redis 자료구조

WIL (2025-09-08 ~ 2025-09-14)

Redis 자료구조 집중 요약 (Data Structures Only)

이번 주는 자료구조 자체만 정리했다. 각 구조의 한 줄 설명, 언제 쓰는지, 핵심 명령과 복잡도, 주의점만 남겼다.

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0) TL;DR

• String / List / Set / Sorted Set(ZSET) / Hash / Stream / Bitmap·Bitfield / HyperLogLog / Geo
• 기본 패턴만 알면 80%는 끝: 캐시(String), 큐(List), 중복 제거(Set), 랭킹(ZSET), 작은 객체(Hash), 이벤트 로그(Stream), 출석·플래그(Bitmap), 고유 수 추정(HLL), 반경 검색(Geo).

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1) 한눈 비교표

 

타입	특징	대표 시나리오	핵심 명령	삽입	갱신/조회/범위	주의/비고
String	값 1개(바이너리 안전)	캐시, 카운터, 토큰	SET/GET, SETEX, GETEX, INCRBY	O(1)	O(1)	TTL 옵션(NX/XX/EX/PX/KEEPTTL)
List	양끝 입출(큐/스택)	작업 큐, 최근 N개	LPUSH/RPUSH, BLPOP/BRPOP, LRANGE, LTRIM	O(1) (양끝)	LRANGE O(N)	중간 삭제/접근 O(N)
Set	중복 없음, 무순서	태그, 팔로우, 교집합	SADD/SREM, SISMEMBER, SINTER	평균 O(1)	집합연산 O(N)	큰 집합은 SSCAN
ZSET	점수 기반 정렬	랭킹, 점수 집계	ZADD, ZINCRBY, ZRANGE*, ZREMRANGEBYRANK	O(log N)	범위 O(log N+M)	상위 N만 유지로 pruning
Hash	작은 JSON 느낌	사용자/상품 속성	HSET/HGET/HMGET, HGETALL, HINCRBY	평균 O(1)	HGETALL O(N)	필요한 필드만 조회
Stream	로그 + 컨슈머그룹	이벤트 처리, 재시도	XADD, XGROUP, XREADGROUP, XACK	O(1)	O(1~)	MAXLEN 유지, PENDING 관리
Bitmap/Bitfield	비트 플래그	출석, 활성여부	SETBIT/GETBIT, BITCOUNT, BITFIELD	O(1)	BITCOUNT O(N/word)	오프셋 설계 고정
HyperLogLog	근사 유니크 카운트	일간 UV	PFADD, PFCOUNT, PFMERGE	O(1)	O(1)	목록 조회 불가, 오차 허용
Geo	좌표 + 반경 검색	근처 매장/충전소	GEOADD, GEOSEARCH, GEODIST	O(log N)	O(log N+M)	내부 ZSET, 단위 주의

복잡도 주의: *MEMBERS, *RANGE, *GETALL 류는 요소 수에 비례. 대량 데이터엔 SCAN 계열 사용.

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2) 자료구조별 핵심 정리

2.1 String — "포스트잇"

• 언제: 캐시 값, 토큰, 분산 락, 카운터.
• 명령:
  • 캐시: SET key value EX 60
  • 조건부 set(없을 때만): SET k v NX EX 60
  • 카운터: INCRBY k 1
  • TTL만 갱신: GETEX k EX 30
• 주의: 큰 값은 네트워크·메모리 비용↑. 만료 설계 없으면 캐시 폭주 위험.

2.2 List — "줄 서기"

• 언제: 작업 큐(생산자/소비자), 최근 N개 보관.
• 명령:
  • 넣기/빼기: RPUSH q 1 2, BLPOP q 5
  • 슬라이스: LRANGE q 0 9
  • 상한 유지: LTRIM q 0 999
• 주의: 중간 접근/삭제는 비쌈(O(N)).

2.3 Set — "중복 없는 모음"

• 언제: 유저 태그, 팔로우, 추천 교집합.
• 명령: SADD, SISMEMBER, SINTER, SPOP, SCARD
• 주의: 전체 나열 SMEMBERS 대신 대규모는 SSCAN.

2.4 Sorted Set(ZSET) — "점수 달린 순위표"

• 언제: 랭킹, 점수 기반 정렬, 시간/점수 범위 조회.
• 명령:
  • 추가/증가: ZADD rank 1 user:1, ZINCRBY rank 1 user:1
  • 조회: ZREVRANGE rank 0 9 WITHSCORES, ZRANGEBYSCORE rank 0 100
  • 정리: ZREMRANGEBYRANK rank 0 -1001 (Top 1000 유지)
• 주의: 대량 멤버 관리 시 정리(pruning) 필요.

2.5 Hash — "작은 JSON"

• 언제: 객체를 필드 단위로 저장(이름, 포인트 등).
• 명령: HSET user:1 name Taehoon point 100, HMGET user:1 name point, HINCRBY user:1 point 10
• 주의: HGETALL 남용 금지(필드 많을수록 비용↑).

2.6 Stream — "이벤트 로그"

• 언제: 소비자 그룹으로 작업 분배/재시도 필요한 큐.
• 명령:
  • 추가: XADD orders * id 100 price 3000
  • 그룹 생성: XGROUP CREATE orders g1 $ MKSTREAM
  • 읽기: XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 100 BLOCK 5000 STREAMS orders >
  • 확인: XACK orders g1 <id>
• 주의: MAXLEN으로 길이 제한, PENDING(미확인) 주기적 정리.

2.7 Bitmap/Bitfield — "출석판/플래그"

• 언제: 사용자 i의 상태(0/1), 빠른 합계.
• 명령: SETBIT attend:20250910 123 1, GETBIT attend:20250910 123, BITCOUNT attend:20250910
• 주의: 오프셋에 어떤 의미를 줄지(사용자ID/날짜 등) 처음에 고정.

2.8 HyperLogLog — "UV 근사치"

• 언제: 고유 수를 메모리 작게, 빠르게 추정.
• 명령: PFADD uv:20250910 u1 u2, PFCOUNT uv:20250910
• 주의: 개별 목록은 못 얻는다(근사치 전용).

2.9 Geo — "근처 찾기"

• 언제: 반경/거리 기반 검색.
• 명령: GEOADD shop 126.9 37.5 s1, GEOSEARCH shop FROMLONLAT 126.9 37.5 BYRADIUS 3 km WITHDIST
• 주의: 내부적으로 ZSET, 단위(km/m) 명시.

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3) 사용처 기반 선택 가이드

• 캐시·토큰·카운터 → String
• 큐/백로그 → List(간단), Stream(여러 소비자·재시도)
• 중복 없는 집합/교집합 → Set
• 순위/정렬·점수 → ZSET
• 작은 객체 → Hash
• 출석/활성 플래그 → Bitmap/Bitfield
• 대략 UV → HyperLogLog
• 반경·거리 → Geo

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