Эффективность распределённых кэширующих платформ в современных backend-архитектурах: сравнительный анализ Redis и Hazelcast

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Объектом исследования являются две системы кэширования и распределенного хранения данных — Redis и Hazelcast, которые широко применяются для ускорения доступа к данным в высоконагруженных приложениях. В статье проводится всестороннее сравнительное исследование этих систем по ключевым аспектам, важным для эффективной работы с кэшированием: архитектурным особенностям, моделям управления памятью, подходам к кластеризации, механизмам отказоустойчивости и масштабируемости. Особое внимание уделяется исследованию возможностей работы с шаблонами кэширования и поддержке SQL-подобных запросов. Цель работы заключается в глубоком анализе преимуществ и ограничений Redis и Hazelcast в контексте кэширования данных, а также в выявлении их сильных и слабых сторон при различных нагрузках и сценариях эксплуатации. Методология исследования включает сравнительный анализ Redis и Hazelcast по ключевым аспектам, с последующим представлением результатов в виде сравнительной таблицы. Также было проведено тестирование эффективности выполнения операций CRUD с использованием автоматизированных тестов, интегрированных в программу на платформе Spring Boot. Проведенное исследование показывает, что Redis, будучи однопоточной системой с быстрыми операциями записи и чтения, эффективен для простых и локализованных приложений, в то время как Hazelcast, поддерживающий многопоточность и динамическую кластеризацию, более эффективно справляется с большими объемами данных и распределенными задачами. Особым вкладом автора в исследование темы является комплексный сравнительный анализ этих систем с учетом их ключевых характеристик, таких как производительность, масштабируемость и отказоустойчивость, а также тестирование их работы в реальных сценариях. Новизна исследования заключается в детальном анализе применения Redis и Hazelcast для кэширования данных в высоконагруженных приложениях, что будет полезно для разработки и оптимизации инфраструктуры высокопроизводительных распределенных систем, которые требуют кэширования данных в реальном времени.

Об авторах

Дарья Юрьевна Золотухина

Email: dar.zolott@gmail.com
независимый исследователь

Список литературы

  1. Carlson J. Redis in Action. New York: Manning, 2013.
  2. Johns M. Getting Started with Hazelcast. Birmingham: Packt Publishing, 2015.
  3. Биллиг, В. А. Параллельные вычисления и многопоточное программирование. Москва: ИНТУИТ, 2016.
  4. Кадомский А. А., Захаров В. А. Эффективность многопоточных приложений // Научный журнал. 2016. №7 (8). URL: https://scientificmagazine.ru/images/PDF/2016/8/Nauchnyj-zhurnal-7-8.pdf (дата обращения: 08.11.2024).
  5. Бойченко А. В., Рогожин Д. К., Корнеев Д. Г. Алгоритм динамического масштабирования реляционных баз данных в облачных средах // Статистика и экономика. 2014. №6-2. URL: https://statecon.rea.ru/jour/article/view/584/566 (дата обращения: 08.11.2024).
  6. Филатов А. Ю., Михеев В. В. Анализ эффективности потоково-локальной сборки мусора в распределённых системах хранения и обработки данных // Вестник СибГУТИ. 2022. №1 (57). URL: https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/122/126 (дата обращения: 08.11.2024).
  7. Голева А. И., Стороженко Н. Р., Потапов В. И., Шафеева О. П. Математическое моделирование отказоустойчивости информационных систем // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2019. №4. URL: https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/110/98 (дата обращения: 08.11.2024).
  8. Борсук Н. А., Козеева О. О. Анализ методов репликации баз данных при разработке онлайн-сервиса // Символ науки. 2016. №11-3. URL: https://os-russia.com/SBORNIKI/SN-2016-11-3.pdf (дата обращения: 08.11.2024).
  9. Intro to Jedis – the Java Redis – URL: https://www.baeldung.com/jedis-java-redis-client-library (date of access: 08.11.2024).
  10. Predicates API – URL: https://docs.hazelcast.com/hazelcast/5.5/query/predicate-overview (date of access: 08.11.2024).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».