Cara Kerja Redis: Rahasia Kecepatan Super Database In-Memory

Di artikel ini, kita bahas dengan santai tapi detail: mulai dari konsep dasar, cara Redis menyimpan data, mekanisme in-memory, hingga bagaimana Redis bisa dipakai untuk caching, pub/sub, queue, dan masih banyak lagi.

Apa Itu Redis?

Redis adalah in-memory data store yang berfungsi sebagai:

• Database

• Cache

• Message broker

Redis menyimpan data langsung di memori (RAM), bukan di disk seperti kebanyakan database tradisional. Ini yang membuat Redis punya performa super cepat — kecepatannya bisa hitungan mikrodetik.

Kenapa Redis Cepat?

Ada tiga alasan utama kenapa Redis dianggap sebagai “kilat”-nya dunia database:

1. In-Memory Storage

Semua data berada di RAM.

RAM jauh lebih cepat daripada SSD maupun HDD, sehingga operasi baca/tulis bisa terjadi hampir seketika.

2. Single-Threaded Architecture

Mungkin ini terdengar aneh — “kok malah single-threaded, bukannya jadi lambat?”

Tapi justru ini yang membuat Redis:

• Menghindari overhead context switching

• Tidak perlu locking kompleks dalam memproses data

• Menjamin operasi lebih konsisten dan predictable

3. Optimized Data Structures

Redis tidak hanya menyimpan data sebagai string. Ia punya struktur seperti:

• String

• Hash

• List

• Set

• Sorted Set

• Bitmap

• HyperLogLog

• Stream

Data structure ini didesain sangat efisien untuk use case tertentu. Misal, counter pakai String, antrian pakai List, leaderboard pakai Sorted Set, dan sebagainya.

Cara Redis Menyimpan Data

Key-Value Store

Redis bekerja mirip dictionary/map:

SET user:1:name "Irfan"
GET user:1:name

Setiap data punya key dan value.

Key wajib unik, value bisa berupa tipe data apa pun yang didukung Redis.

Bagaimana Redis Menjaga Data agar Tidak Hilang?

Karena Redis berjalan di memori, mungkin kamu berpikir, “Kalau listrik mati, data hilang dong?”

Jawabannya: Tidak juga. Redis menyediakan dua mekanisme persistence:

1. RDB (Redis Database File) – Snapshot

Redis akan menyimpan snapshot isi memori dalam interval tertentu.

Kelebihan:

• File lebih kecil

• Recovery cepat

Kekurangan:

• Ada kemungkinan kehilangan data terakhir sebelum snapshot

2. AOF (Append Only File) – Log Perintah

Setiap operasi ditulis ke file log.

Jika Redis restart, semua perintah direplay dari awal.

Kelebihan:

• Data lebih aman

• Kehilangan data minimal

Kekurangan:

• Ukuran file lebih besar

3. RDB + AOF (Hybrid Mode)

Mode modern di Redis yang menggabungkan kecepatan RDB + keamanan AOF.

Cara Kerja Redis untuk Caching

Ini salah satu use case paling umum.

Flow sederhananya:

1. Aplikasi request data ke backend.

2. Backend cek Redis:
   

   • Kalau ada → balikan data cepat.

   • Kalau tidak ada → ambil dari DB, simpan ke Redis, lalu balikan ke user.

4. Data disimpan dengan TTL (time to live) supaya otomatis kadaluarsa.

Kode pseudo:

GET product:123
-> miss
SELECT * FROM products WHERE id=123
SET product:123 {...} EX 3600

Hasilnya?

Aplikasi bisa melayani ribuan request per detik tanpa membebani database utama.

Cara Kerja Redis sebagai Message Broker (Pub/Sub)

Redis menyediakan fitur publish/subscribe untuk komunikasi realtime.

Flow:

1. Client A publish pesan ke channel.

2. Client B dan C yang subscribe channel tersebut menerima pesan secara realtime.

Contoh:

PUBLISH orders "New Order Created"
SUBSCRIBE orders

Dipakai untuk:

• Notifikasi realtime

• Chat app

• Log event distribusi

Cara Kerja Redis sebagai Queue (List, Stream)

Redis juga sering dipakai sebagai antrian.

Menggunakan List

LPUSH queue:email {...}
RPOP queue:email

Simple dan cepat, cocok untuk job kecil.

Menggunakan Stream

Untuk kebutuhan yang lebih kompleks:

• Multi consumer

• Acknowledge

• Durability lebih baik

Contoh:

XADD messages * name "irfan"
XRANGE messages - +

Cara Kerja Cluster dan Sharding di Redis

Ketika aplikasi tumbuh besar, satu node Redis mungkin tidak cukup.

Redis menyediakan cluster mode dengan fitur:

• Sharding otomatis (membagi key ke beberapa node)

• Failover otomatis (jika master mati, replica naik)

• High availability

Cara Redis membagi key menggunakan CRC16 hash lalu memetakan key ke 16384 slot.

Setiap node memegang sebagian slot.

Bagaimana Proses Eksekusi Command Redis?

Redis punya event loop internal dengan mekanisme berikut:

1. Mendengarkan koneksi (socket).

2. Membaca perintah dari client.

3. Mem-parse perintah menggunakan RESP protocol (Redis Serialization Protocol).

4. Mengeksekusi perintah dalam satu-thread (atomic).

5. Mengembalikan hasil ke client.

6. Jika persistence aktif → tulis RDB/AOF.

RESP format sangat sederhana sehingga parsingnya cepat.

Keunggulan Utama Redis

• Kecepatan ekstrem

• Multi fungsi (cache, db, broker, queue)

• Struktur data kaya

• Mendukung persistence

• Scalable via cluster

• Reliable untuk sistem dengan traffic besar

Kapan Redis Jangan Dipakai?

Redis bukan pilihan ideal kalau:

• Kamu butuh query kompleks (JOIN, aggregate)

• Data sangat besar yang tidak cukup di memori

• Akurasi data jangka panjang sangat penting (seperti ledger keuangan)

• Tidak punya anggaran untuk RAM besar

Penutup

Redis adalah salah satu teknologi yang wajib dipahami oleh developer modern.

Cara kerjanya sederhana, tapi kemampuannya luar biasa kuat.

Dengan memahami konsep seperti:

• In-memory engine

• Single-threaded event loop

• Data structure yang dioptimasi

• Persistence (RDB/AOF)

• Pub/Sub & Stream

• Cluster dan sharding

Kamu bisa memaksimalkan penggunaan Redis untuk membuat aplikasi yang cepat, scalable, dan modern.