Node.js Redis：極速記憶體快取與實務應用場景

當你的應用程式造訪次數（Traffic）逐漸增加時，頻繁地向磁碟型資料庫（如 MySQL/MongoDB）發送查詢會導致回應延遲變長。這時我們需要 Redis —— 一個高效能的記憶體資料結構存儲系統，作為資料庫前方的「緩衝層 (Caching Layer)」。

核心策略：快取旁路模式 (Cache-aside)

這是最通用且穩定的快取架構：

  1. 讀取：先檢查 Redis。
    • 若命中 (Hit)：直接傳回，速度最快。
    • 若失效 (Miss)：從主要資料庫讀取，並異步存入 Redis 以供下次使用。
  2. 寫入：直接寫入資料庫，並刪除或更新對應的 Redis Key。

在 Node.js 中使用 Redis

安裝官方推薦的新版套件：npm install redis。

const { createClient } = require('redis');

const client = createClient({
  url: 'redis://localhost:6379',
});

client.on('error', (err) => console.error('Redis 連線錯誤', err));

async function setupRedis() {
  await client.connect();
  console.log('✅ Redis 連線成功');
}

setupRedis();

實戰範例：快取 API 請求結果

async function getProductInfo(productId) {
  const cacheKey = `product:${productId}`;

  // 1. 嘗試從 Redis 獲取
  const cachedData = await client.get(cacheKey);
  if (cachedData) {
    console.log('🚀 命中快取');
    return JSON.parse(cachedData);
  }

  // 2. 失效：從資料庫讀取 (模擬)
  const product = await db.queryProduct(productId);

  // 3. 存入 Redis 並設定過期時間 (TTL) 為 1 小時 (3600 秒)
  // 設定過期時間非常重要，能防止記憶體被陳舊資料塞滿
  await client.set(cacheKey, JSON.stringify(product), {
    EX: 3600,
  });

  return product;
}

進階資料類型與應用

Redis 不只是 K-V 對照表，它還支援豐富的資料結構：

  • Hashes：適合存放物件型態（如 user:profile），節省序列化開銷。
  • Lists：適合做簡單的訊息佇列 (Message Queue)。
  • Sorted Sets (ZSET)：適合製作「排行榜」，自動依照分數排序。
  • HyperLogLog：適合進行大規模的網頁不重複訪客 (UV) 統計，極度節省空間。

專業開發建議

  1. 快取雪崩 (Cache Avalanche)：避免大量 Key 在同一時間點失效。建議在設定過期時間時，加上一個隨機的偏移量。
  2. 資料一致性：記住 Redis 是「複製品」。關鍵的金融或餘額資料，永遠以主要資料庫為準。
  3. 序列化開銷：JSON.stringify 在處理極大物件時會消耗 CPU，必要時可考慮壓縮資料或使用二進位序列化（如 Protobuf）。

總結

  1. Redis 是讓 Node.js 應用撐住高流量壓力的秘密武器。
  2. 透過 TTL (Time-To-Live) 機制，讓快取能自動維護其「新鮮度」。
  3. 掌握 Cache-aside 模式是進入中大型系統開發的門票。