54. Redis 缓存入门

数据库再快，也扛不住每秒几万次的重复查询。缓存的作用就是把热点数据放到更快的介质里，减轻数据库压力。Redis 是内存型键值数据库，读写性能在微秒级，是 Node.js 应用最常用的缓存方案。

安装与连接

Docker 起 Redis：

docker run -d -p 6379:6379 redis:7-alpine

Node.js 客户端用 ioredis：

npm install ioredis

import Redis from 'ioredis';

const redis = new Redis({
  host: 'localhost',
  port: 6379,
  retryStrategy: (times) => Math.min(times * 50, 2000)
});

redis.on('error', (err) => console.error('Redis error', err));

retryStrategy 让连接断开后自动重连，生产环境必备。

基础数据结构

Redis 不只是「键值对」，值可以是多种结构：

String（字符串）

最常用，存 Token、计数器、序列化后的 JSON：

await redis.set('user:1:name', 'Alice');
await redis.set('user:1:profile', JSON.stringify({ age: 28 }), 'EX', 3600);

const name = await redis.get('user:1:name');
const profile = JSON.parse(await redis.get('user:1:profile'));

EX 3600 表示 1 小时后过期。缓存一定要设过期时间，否则内存迟早被打满。

Hash（哈希）

存对象属性，适合替代那种「把对象 JSON 化后整个塞进去」的做法：

await redis.hset('user:1', 'name', 'Alice', 'age', '28');
const user = await redis.hgetall('user:1');
// { name: 'Alice', age: '28' }

List（列表）

简单的消息队列、时间线：

await redis.lpush('news:feed', '文章A', '文章B');
const latest = await redis.lrange('news:feed', 0, 9); // 取前 10 条

Set（集合）

去重、判断存在性：

await redis.sadd('tags:nodejs', 'javascript', 'backend', 'server');
const isMember = await redis.sismember('tags:nodejs', 'backend'); // 1

Sorted Set（有序集合）

排行榜、优先级队列：

await redis.zadd('rank:score', 100, 'player1', 95, 'player2');
const top = await redis.zrevrange('rank:score', 0, 4, 'WITHSCORES');

缓存模式

Cache-Aside（旁路缓存）

最常用的模式：应用先查缓存，命中就返回；没命中查数据库，写入缓存，再返回。

async function getUser(id) {
  const cacheKey = `user:${id}`;
  let data = await redis.get(cacheKey);

  if (data) {
    return JSON.parse(data);
  }

  data = await db.query('SELECT * FROM users WHERE id = ?', [id]);
  if (data) {
    await redis.set(cacheKey, JSON.stringify(data), 'EX', 300);
  }
  return data;
}

缓存更新策略

策略	说明	适用场景
先更新数据库，再删缓存	简单可靠，推荐	大多数写场景
先更新数据库，再更新缓存	可能写脏数据	读多写少、允许短暂不一致
写直达（Write Through）	同步写数据库和缓存	强一致性要求

推荐「先更新数据库，再删缓存」的原因是：删除操作是幂等的，即使删失败，下次读也会从数据库回填，不会长期不一致。

缓存穿透、击穿、雪崩

这三个词面试常考，实际开发也容易踩：

缓存穿透：查询一个数据库和缓存里都没有的数据，每次都打到数据库。

解决：布隆过滤器，或者缓存空值（set(key, 'null', 'EX', 60)）。

缓存击穿：热点 key 突然过期，大量请求同时打到数据库。

解决：热点 key 永不过期（逻辑过期），或者加互斥锁，只允许一个线程去重建缓存。

缓存雪崩：大量 key 同时过期，数据库压力陡增。

解决：过期时间加随机偏移，比如 EX 300 + Math.random() * 60。

连接池与集群

单机 Redis 性能足够大部分场景。如果需要更高可用，用 Redis Cluster：

const redis = new Redis.Cluster([
  { host: '192.168.1.1', port: 6379 },
  { host: '192.168.1.2', port: 6379 }
]);