Mini Redis

Redis-like in-memory key-value store built from scratch with a custom hash map, doubly linked list, and min heap.
Python 내장 자료구조에 의존하지 않고 해시맵, 이중 연결 리스트, 최소 힙을 직접 구현한 Redis 스타일 인메모리 저장소

CODYSSEY · Tool Learning · Data Structures & Algorithms
Python Hash Map Doubly Linked List Min Heap LRU TTL CLI

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Overview | 프로젝트 소개

This project implements a small Redis-like in-memory store from scratch to understand why Redis-style systems can provide fast key lookup, expiration, and memory eviction.

Redis를 단순히 사용하는 데서 그치지 않고 빠른 조회·LRU 메모리 제거·TTL 만료가 내부 자료구조에서 어떻게 동작하는지 직접 구현하며 이해하는 것을 목표로 했습니다. 해시맵, 이중 연결 리스트, 최소 힙을 직접 작성하고 하나의 Mini Redis로 조합했습니다.

Core Architecture | 핵심 구조

Data Structure	Role	구현 목적
Custom Hash Map	key → value storage	평균 O(1) 키 조회
Doubly Linked List	MRU ↔ LRU ordering	O(1) 노드 이동·삭제
Min Heap	Earliest TTL first	가장 빠른 만료 시각 추적
TTL Map	Current expiration per key	Lazy deletion 검증

Key Features | 주요 기능

• Redis-style SET, GET, DEL, EXISTS, DBSIZE, KEYS
• CONFIG SET maxmemory and LRU eviction
• EXPIRE / TTL with a custom min heap
• Lazy deletion for stale TTL heap entries
• UTF-8 byte-based memory accounting
• Redis-style command and OOM error handling
• Unit tests for individual data structures and integrated behavior

Project Structure | 프로젝트 구조

mini-redis/
├── linked_list.py
├── hash_map.py
├── min_heap.py
├── mini_redis.py
├── cli.py
├── test_linked_list.py
├── test_hash_map.py
├── test_min_heap.py
├── test_mini_redis.py
├── docs/
│   └── LEARNING_LOG.md
└── README.md

Run | 실행 방법

Python 3.8 이상이 필요합니다.

python3 cli.py

전체 테스트:

python3 -m unittest -v

Learning Focus | 학습 포인트

The main goal was not to reproduce production Redis, but to make the relationship between data structures, algorithmic complexity, and observable database behavior explicit and explainable.

실제 Redis 전체를 복제하는 것이 아니라 자료구조 → 시간복잡도 → 실제 저장소 동작이 어떻게 연결되는지 설명할 수 있도록 만드는 데 집중했습니다. 특히 해시 충돌과 체이닝, 리해싱, MRU/LRU 이동, 최소 힙의 peek/push/pop, TTL lazy deletion을 코드 수준에서 확인했습니다.

Learning Log | 상세 학습 기록

자료구조별 구현 원리, 시간복잡도, TTL lazy deletion, LRU 동작과 평가 준비 과정은 별도의 Learning Log에 정리했습니다.

➡️ View Detailed Learning Log

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