The Efficiency of Distributed Caching Platforms in Modern Backend Architectures: A Comparative Analysis of Redis and Hazelcast

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The object of this study is two caching and distributed data storage systems — Redis and Hazelcast — which are widely used to accelerate data access in high-load applications. This article presents a comprehensive comparative analysis of these systems based on key aspects important for efficient caching: architectural features, memory management models, clustering approaches, fault tolerance mechanisms, and scalability. Special attention is given to investigating caching patterns and support for SQL-like queries. The aim of the work is to provide an in-depth analysis of the advantages and limitations of Redis and Hazelcast in the context of data caching, as well as to identify their strengths and weaknesses under different loads and usage scenarios. The methodology of the research includes a comparative analysis of Redis and Hazelcast based on key aspects, with results presented in the form of a comparative table. Performance testing of CRUD operations was also conducted using automated tests integrated into a Spring Boot application. The study shows that Redis, being a single-threaded system with fast read and write operations, is more efficient for simple, localized applications, while Hazelcast, which supports multi-threading and dynamic clustering, handles large data volumes and distributed tasks more effectively. The author's contribution to the research is a comprehensive comparative analysis of these systems, considering key characteristics such as performance, scalability, and fault tolerance, along with testing their performance in real-world scenarios. The novelty of the research lies in the detailed examination of Redis and Hazelcast for data caching in high-load applications, which will be valuable for the development and optimization of the infrastructure of high-performance distributed systems that require real-time data caching.

References

  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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
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».