Was sind Redis Datenbanken und was sind die Vorteile?

Der überwiegende Teil einer modernen IT-Infrastruktur basiert auf einer effizienten Hardware und auf der optimalen Speicherung von Daten - Informationen müssen schnell und in einem für externe Programme verständlichen Format zur Verfügung stehen. Diesem Zweck dient Redis als In-Memory-Datenbanken (IMDB), die sich von klassischen Formaten wie MySQL und deren Varianten MariaDB sowie der Verarbeitung über MySQLi als PHP Plugin und InnoDB oder MyISAM als Speichersubsystem (Engine) in mehrfacher Hinsicht unterscheidet. So ist Redis - das Akronym steht für Remote Dicitionary Server - nicht nur eine "Not only SQL" (NoSQL) Datenbank mit einem nicht-relationalen Ansatz statt fester Tabellen, es verzichtet ebenfalls auf eine dateibasierte Speicherung, um die Daten stattdessen direkt im Arbeitsspeicher (RAM) abzulegen.

Was unterscheidet Redis von relationalen Datenbanken?

Relationale Datenbanken wie MySQL oder MariaDB verwenden einen tabellarischen Aufbau, die insbesondere einer Einteilung von Informationen anhand ihrer Position - Spalte und Zeile - vornimmt und diese hierarchisch gliedert. Bei NoSQL Datenbanken wie Redis erfolgen die Verknüpfungen hingegen "horizontal" zwischen einzelnen Einträgen. Dies bedeutet keinesfalls eine unabhängige, isolierte Anordnung einzelner Datenpaare - stattdessen bilden Redis und andere Vertreter wie Apache Cassandra, CouchDB oder MongoDB eine flexible Struktur, bei der einzelne Einträge mit zahlreichen anderen Datensätzen verknüpft werden können.

Beide Ansätze bieten spezielle Vorteile und Nachteile, die bei der Entscheidung für ein System zu bedenken sind. Ein Problem bei relationalen Datenbanken stellt die stetig und exponentiell sinkende Effizienz dar bei wachsender Größe beziehungsweise Auslastung dar, die durch die Indexierung aller Dokumente bei steigender Nachfrage immer höhere Rechenleistung benötigt. Das primäre Problem bei NoSQL Datenbanken wie Redis liegt hingegen in der niedrigen Garantie für eine kontinuierliche und fehlerfreie Konsistenz der Daten, die von den Anwendungen berücksichtigt werden muss. Der Zugriff auf einzelne Datensätze außerhalb einer übergeordneten Einheit kann im schlimmsten Fall zu erheblichen Fehlern führen, deren Ursprung sich nur schwer ermitteln lässt.

Welche Eigenschaften sprechen für Redis?

Ein entscheidender Vorteil der NoSQL Datenbanken liegt in ihrer hoher Performance und ihrer flexiblen Anwendung. Gerade im Zuge der Entwicklung von autonomen und selbst lernenden IT-Strukturen bieten sie die Möglichkeiten, Ressourcen optimal zu verteilen. Die Möglichkeiten von Redis umfassen einige Merkmale, die im Rahmen einer wachsenden Datenverarbeitung heute nahezu unverzichtbar erscheinen:

• Verteilung der Last auf unterschiedliche Knoten und Server
• Schneller, direkter Zugriff mit geringer Latenz auf einzelne Informationen
• Aufbau strukturierter, aber flexibler Datenbanken mit autonomer Vernetzung
• Abstraktion von Daten durch Hash-Werte für die Zuordnung
• Einfache Programmierung von komplexen Aufgaben ohne Konvertierung von Daten
• Unterstützung für zahlreiche Programmiersprachen wie Perl, Java, Python, JS, C++, PHP oder Ruby
• Möglichkeit zur Kombination von Replikatarchitektur mit zahlreichen Clustern
• Lizenzierung nach Open Source
• Zahlreiche quelloffene Erweiterungen über Versionssysteme wie Git verfügbar

Wegen seiner Vorteile setzen unter anderem große Internetdienste wie Twitter auf die hohe Performance und die Flexibilität von Redis. Für das Hosting bieten sich neben eigenen virtuellen Servern und Dedicated Servern ebenfalls zahlreiche Cloudserver wie etwa Amazon Web Services und Microsoft Azure an.

Worin bestehen die Nachteile von Redis Datenbanken?

Redis Datenbanken verwenden eine verteilte Struktur, die sich ebenfalls in modernen IoT Lösungen wiederfindet und unter anderem auf der Veröffentlichung und der Abfrage von Ereignissen beruht. Dies bedeutet allerdings ebenfalls eine gewisse Einschränkung bei der Sicherheit der Integrität sowie der Kontrolle über Konformität. Zudem ergeben sich aus dem NoSQL Ansatz technisch gewisse Nachteile:

• Keine Überwachung der Daten auf Integrität
• Sehr hohe Anforderungen an den Arbeitsspeicher
• Ansprechen von Daten ausschließlich über ihren Schlüssel möglich
• Begrenzte Unterstützung für komplexe Datensätze
• Temporäre Speicherung birgt das Risiko von Datenverlusten bei Versagen der Hardware
• Bislang keine Unterstützung für Clustering von Daten über mehrere Root Server oder vServer

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