Redis 入門：快取、Session、Pub/Sub 一次搞懂

TL;DR Redis 是 in-memory key-value store，快到不像話，島島用它同時扛快取、Session、BullMQ 任務佇列三個職責，一台 Redis 幹三件事。

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為什麼用 Redis
核心資料結構
基本用法
島島怎麼用 Redis
持久化設定
取捨
什麼時候不該用 Redis
參考資料

Redis 是 in-memory 的 key-value 資料庫，預設所有資料都在記憶體裡，讀寫速度是磁碟資料庫的 10-100 倍。它不是要取代 PostgreSQL，而是用來擋住那些「不需要每次都去打資料庫」的查詢。

島島（DaoDao）用 Redis 同時做三件事：API 快取、Session 儲存、BullMQ 任務佇列的底層 broker。

為什麼用 Redis

有幾個場景特別適合 Redis：

高頻讀取、低頻更新的資料：排行榜、熱門貼文、首頁推薦清單——這些每分鐘被讀幾百次，但資料幾分鐘才更新一次，不需要每次都打資料庫
暫態資料：Session token、OAuth state、驗證碼——有效期限過了就沒用，不需要持久化
非同步任務：BullMQ、Celery 這些任務佇列需要一個可靠的 broker 來存放待處理的 job，Redis 的 list 和 sorted set 很適合

Redis 的缺點是記憶體貴，資料量一大成本就上去了。所以通常只存「熱資料」或「暫態資料」，冷資料還是在 PostgreSQL。

核心資料結構

Redis 不只有 key-value，它有五種主要型別：

型別	用途
String	最基本，存快取值、計數器
Hash	像 JSON object，存 Session 資料
List	有序清單，BullMQ 用來存 job 佇列
Set	無序唯一集合，存追蹤關係
Sorted Set	有排名的集合，適合排行榜

基本用法

安裝 Node.js client（島島用的是 ioredis）：

npm install ioredis

連接：

import Redis from 'ioredis';

const redis = new Redis({
  host: process.env.REDIS_HOST,
  port: 6379,
  password: process.env.REDIS_PASSWORD,
});

String：快取 API 回應

// 設定快取，TTL 5 分鐘
await redis.set('posts:trending', JSON.stringify(posts), 'EX', 300);

// 讀快取
const cached = await redis.get('posts:trending');
if (cached) return JSON.parse(cached);

// cache miss → 打資料庫，再存回去
const posts = await db.getTopPosts();
await redis.set('posts:trending', JSON.stringify(posts), 'EX', 300);
return posts;

Hash：存 Session

// 登入時建立 session
await redis.hset(`session:${sessionId}`, {
  userId: user.id,
  createdAt: Date.now(),
});
await redis.expire(`session:${sessionId}`, 7 * 24 * 60 * 60); // 7 天

// 驗證時讀取
const session = await redis.hgetall(`session:${sessionId}`);
if (!session.userId) throw new UnauthorizedError();

Pub/Sub：即時通知

// Publisher
const pub = new Redis();
await pub.publish('notifications', JSON.stringify({ type: 'mention', userId: '123' }));

// Subscriber
const sub = new Redis();
sub.subscribe('notifications');
sub.on('message', (channel, message) => {
  const data = JSON.parse(message);
  // 處理通知
});

島島怎麼用 Redis

島島用 Redis 同時承擔三個角色：

1. API 快取 + Session Node.js 後端把高頻讀取的 API 回應快取在 Redis，Session token 也存在 Redis Hash 裡，設 TTL 讓它自動過期，不需要另外跑清理程序。

2. OAuth State Store Google OAuth 登入流程中，state 參數用來防 CSRF——登入時產生 state 存到 Redis，OAuth callback 時驗證，確保 callback 是對應的登入請求。TTL 設短（幾分鐘），過期自動清理。

3. BullMQ Broker 這是最重要的用途。BullMQ 把所有 job（通知發送、排程任務）序列化存到 Redis 的 sorted set 和 list，worker 從這邊拿 job 來處理。Redis 的原子性保證同一個 job 不會被兩個 worker 同時取走。

架構示意：

Node.js Server
    │
    ├── cache / session  →  Redis (String / Hash)
    │
    └── enqueue job      →  Redis (BullMQ)
                                │
                        BullMQ Worker
                                │
                         發送通知 Email

持久化設定

Redis 預設資料在記憶體，重啟就沒了。有兩種持久化方式：

RDB（快照）：每隔一段時間把整份資料 dump 到磁碟，重啟可以恢復，但可能丟失最後幾分鐘的資料
AOF（Append-Only File）：每個寫入操作都記錄到 log，資料丟失風險低，但檔案比較大

對島島的使用情境，快取和 session 丟掉重建影響不大，但 BullMQ 的 job 丟掉就有問題——所以要開持久化。實際配置通常兩者都開，RDB 做備份，AOF 做即時保護。

取捨

優點

極快，讀寫微秒級
資料結構豐富，不只是簡單 key-value
生態成熟，BullMQ、ioredis、各種 ORM 都支援
TTL 支援，暫態資料管理方便

缺點

記憶體昂貴，不適合大量資料
單機預設無 cluster，需要額外設定高可用
不適合複雜查詢（JOIN、聚合），這是 PostgreSQL 的事
最終一致性風險：快取和資料庫之間有短暫不一致的窗口

什麼時候不該用 Redis

需要複雜關聯查詢 → PostgreSQL
需要全文搜尋 → Elasticsearch / pg_trgm
需要語意搜尋 → Qdrant
資料量大但讀取頻率低 → 直接 PostgreSQL，加 index 就夠

Redis 是工具箱裡的加速器，不是萬用資料庫。想清楚「這筆資料夠熱嗎？過期了有什麼後果？」再決定要不要用 Redis。

參考資料

Redis 官方文件
ioredis（Node.js client）
Redis 資料型別一覽
Redis 持久化設定指南
島島阿學技術架構全覽 — Redis 在實際專案中同時扛快取、Session、BullMQ 三個職責的完整脈絡