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TypeScript로 Redis와 유사한 서버 구축 만드는 과정 정리

TypeScript로 Redis와 유사한 서버 구축 만드는 과정 정리
Cozy CodingPosted On Aug 26, 20245 min read

인하우스 TypeScript로 구축된 Redis.

소개

제로부터 Redis와 유사한 서버를 구축하는 여정에 돌입하는 것은 도전적이고 보람있는 경험이었습니다. 이 프로젝트를 통해 서버 개발의 복잡성에 대해 심층적으로 탐구하고, Redis 프로토콜에 대해 배우며 TypeScript를 활용한 경험을 쌓을 수 있었습니다. 이 게시물에서는 제가 구현한 주요 기능, 직면한 어려움, 그리고 그 과정에서 얻은 소중한 교훈을 소개하겠습니다.

배운 점

  • Redis 프로토콜 이해: 이 프로젝트에서는 Redis 프로토콜을 완전히 이해해야 했습니다. 특히 명령이 어떻게 구성되고 처리되는지에 대해 깊게 이해해야 했습니다. RESP(REDIS 직렬화 프로토콜)를 학습하여 Redis 클라이언트와 서버 간의 통신을 기반으로 하는 방법을 알게 되었습니다.
  • TypeScript 마스터리: TypeScript로 이 서버를 구축하는 것은 강력한 타이핑을 활용할 수 있게 해줬습니다. 이로 인해 코드베이스가 더 견고하고 오류가 발생할 가능성이 낮아졌습니다. TypeScript의 인터페이스, 타입 유니온, async/await를 포함한 기능에 대해 더 깊이 이해하게 되었습니다.
  • 서버-클라이언트 아키텍처: 여러 클라이언트를 처리하고 다양한 명령에 응답할 수 있는 서버를 개발하는 것은 서버-클라이언트 아키텍처를 이해하는 뛰어난 연습이었습니다. 상태를 관리하고 트랜잭션을 처리하며 데이터 일관성을 보장하는 방법을 배웠습니다.
  • 복제 및 지속성: 복제 및 지속성 메커니즘을 구현하는 것은 데이터 내구성과 분산 시스템 간 일관성의 중요성에 대해 배울 수 있었습니다.
  • 문제 해결 및 디버깅: 복잡한 프로젝트와 마찬가지로 디버깅은 프로세스의 중요한 부분이었습니다. 각 버그는 학습 기회로 나타났으며, 접근 방식을 개선하고 서버의 전반적인 안정성을 향상시킬 수 있게 했습니다.

프로젝트 개요

기본 키-값 작업

SET 및 GET 명령: 기본 키-값 작업 구현은 첫 번째 단계였습니다. SET 명령은 키-값 쌍을 저장하고, GET은 주어진 키에 대한 값을 검색합니다. 또한 지정된 기간 이후에 키를 자동으로 삭제하는 TTL을 설정할 수 있는 PX 옵션을 지원했습니다.

트랜잭션

MULTI, EXEC 및 DISCARD 명령: 트랜잭션 지원 기능을 구축하는 것은 어려웠지만 보람 있었습니다. MULTI를 구현함으로써 여러 명령을 대기열에 넣고 EXEC를 사용하여 원자적으로 실행할 수 있도록 허용했습니다. DISCARD 명령은 트랜잭션을 취소하고 명령 대기열을 지우는 기능을 합니다.

복제

REPLCONF 및 PSYNC 명령: 복제는 Redis의 핵심 기능이며 이를 구현하려면 마스터와 레플리카 간의 상태 동기화 방법을 이해해야 했습니다. REPLCONF와 PSYNC 명령은 마스터와 슬레이브 서버 간의 초기 핸드셰이크 중에 자동으로 처리됩니다.

스트림 작업

XADD 및 XRANGE 명령어: 스트림을 구현함으로써 XADD를 사용하여 스트림에 항목을 추가하고 XRANGE를 사용하여 특정 범위 내에서 검색할 수 있었습니다. 이 기능은 리스트와 정렬된 집합의 측면을 결합한 것이라 특히 흥미로웠습니다.

리스트 작업 (새로 추가됨!)

LPUSH, RPUSH, LPOP, RPOP, LLEN, LRANGE, LTRIM, LMOVE, LINDEX, LSET, LREM, LINSERT, 그리고 LGETALL 명령어: 리스트 작업을 추가함으로써 서버를 확장하는 것은 중요한 추가였습니다. 이러한 명령어를 사용하면 리스트의 생성과 조작이 가능해지며 스택 및 큐 구현, 범위 추출, 그리고 보다 복잡한 데이터 관리 작업을 지원할 수 있습니다.

Pub/Sub (새로운 기능!)

구독, 구독 취소, 그리고 발행(PUBLISH) 명령어: Pub/Sub 기능을 추가하면 서버가 실시간 메시징에 강력한 도구로 변합니다. 클라이언트는 이제 채널을 구독하여 메시지가 발행될 때 즉시 업데이트를 받아 이벤트 기반 아키텍처와 실시간 알림이 가능해집니다.

추가 명령어

PING과 ECHO: 이러한 기본 명령어들은 구현하기 쉬웠습니다. PING은 서버의 가용성을 확인하고, ECHO는 클라이언트가 보낸 메시지를 반환합니다. 어떤 서버-클라이언트 상호작용에도 필수적인 명령어들입니다.

서버 정보 및 지속성

INFO Command: INFO 명령어는 서버 역할 및 복제 상태에 대한 세부 정보를 제공합니다. 개발 중에 서버를 모니터링하고 디버깅하는 데 중요한 역할을 했습니다.

RDB 파일 처리: 지속성을 구현하는 데는 서버 시작 시 RDB 파일에서 데이터를로드하는 작업이 포함되었습니다. 이 기능은 데이터가 서버 다시 시작시 살아남도록 보장하며, 서버에 내구성 레이어를 추가하는데 도움이 되었습니다.

Wait Command: WAIT 명령어는 이전에 수행한 모든 쓰기 명령어가 특정 수의 복제본에 의해 확인될 때까지 블록합니다. 이 명령어는 복제본 간 데이터 일관성을 보장하는 데 필수적이었습니다.

구현 방식

  • 작은 규모부터 시작: 가장 기본적인 기능인 SET 및 GET을 구현하는 것으로 시작했습니다. 이는 견고한 기반을 제공하고 서버 구조를 이해하는 데 도움이 되었습니다.
  • 점진적인 구축: 한 번에 한 가지씩 기능을 추가했습니다. 트랜잭션부터 시작하여 복제, 스트림, 리스트, Pub/Sub, 그리고 마지막으로 지속성까지 진행했습니다. 이러한 점진적인 방식을 통해 각 기능을 철저히 테스트한 후 다음 단계로 진행할 수 있었습니다.
  • 테스트 및 디버깅: 각 기능을 구현한 후 redis-cli를 사용하여 철저하게 테스트했습니다. 이 실전 테스트는 버그를 식별하고 수정하는 데 중요했습니다.
  • 코드베이스 개선: 프로젝트가 커짐에 따라 코드베이스를 리팩터링하여 가독성과 유지보수성을 향상시켰습니다. 큰 함수를 작고 관리하기 쉬운 조각으로 나누고 일관된 명명 규칙과 문서화를 보장하는 작업이 포함되었습니다.

명령 개요

  • SET key value: 키-값 쌍을 저장합니다.
  • GET key: 키에 대한 값 가져오기.
  • MULTI: 트랜잭션 블록 시작.
  • EXEC: 트랜잭션에 대기 중인 모든 명령 실행.
  • DISCARD: 트랜잭션 취소.
  • XADD stream_name * key value: 스트림에 항목 추가.
  • XRANGE stream_name start end: 범위 내의 스트림에서 항목 검색.
  • LPUSH key value [value…]: 리스트 시작 부분에 하나 이상의 값 추가.
  • RPUSH key value [value…]: 리스트 끝 부분에 하나 이상의 값 추가.
  • LPOP key: 리스트의 첫 번째 요소 삭제 및 반환.
  • RPOP key: 리스트의 마지막 요소 삭제 및 반환.
  • LLEN key: 리스트의 길이 반환.
  • LRANGE key start stop: 리스트에서 요소 범위 반환.
  • LTRIM key start stop: 명시된 범위로 리스트 자르기.
  • LMOVE source destination LEFT|RIGHT LEFT|RIGHT: 요소를 다른 리스트로 원자적으로 이동.
  • LINDEX key index: 리스트에서 지정된 인덱스의 요소 반환.
  • LSET key index value: 리스트에서 지정된 인덱스에 요소의 값을 설정.
  • LREM key count value: 지정된 값과 일치하는 요소를 리스트에서 제거.
  • LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value: 리스트에서 다른 요소 앞 또는 뒤에 요소 삽입.
  • LGETALL key: 리스트의 모든 요소 반환.
  • SUBSCRIBE channel: 메시지를 받기 위해 채널 구독.
  • UNSUBSCRIBE channel: 채널 구독 취소.
  • PUBLISH channel message: 채널에 메시지 게시.
  • PING: 서버 가용성 확인.
  • ECHO message: 전송된 동일한 메시지 반환.
  • INFO: 서버 정보 제공.
  • WAIT numslaves timeout: 이전의 쓰기 명령이 일정 수의 레플리카에서 인식될 때까지 차단.

다음에는 무엇을 할까요?

제가 기능적인 Redis와 비슷한 서버를 만들었으니, 계속해서 완성도를 높이고 확장할 계획입니다. 추가적인 Redis 명령 지원, 성능 향상, 클러스터링과 같은 고급 기능 구현이 가능한 다음 단계가 될 것입니다.

저와 소통하기

  • LinkedIn: Vivek Shah
  • GitHub: Vivek-C-Shah
  • Twitter: @ShVivek25
  • 프로젝트 저장소: Redis-CLI-TypeScript

결론

이 Redis와 유사한 서버를 구축하는 것은 도전적이지만 매우 교육적인 경험이었습니다. 서버-클라이언트 아키텍처, Redis 프로토콜 및 TypeScript의 강력한 기능에 대한 깊은 이해를 제공했습니다. 계속해서 학습하고 개발하는 것에 흥미를 느끼며, 이 프로젝트가 유사한 노력에 관심이 있는 다른 사람들에게 영감이 되거나 학습 자료로 사용될 수 있기를 희망합니다.

읽어 주셔서 감사합니다. LinkedIn에서 연락을 취하거나 GitHub에서 다른 프로젝트를 확인하거나 Twitter에서 업데이트를 더 많이 받아보세요!