缓存是什么？

高并发下，一个项目最先出问题的，并不是程序本身，而是数据库最先承受不住。

在数据库上我们可以做很多优化，例如优化 SQL 语句，优化索引，如果数据量大了，还可以分库、分表等等。

一个项目中，大多数使用场景都是查询操作，而不是其他新增、修改和删除。那我们思考一下，能不能在第一次查询后，将数据存储在某个地方。下次再查询的时候，就直接读取之前保存的。如果数据发生改变了，就保存的数据删掉，重新保存最新的。这样不就可以大幅度的减少数据库的查询吗？

缓存就是这个原理。

Redis 又是什么？

Redis是一个开源的、基于内存的数据存储系统，可以用作数据库、缓存和消息中间件。Redis的数据都存储在内存中，这样它的读写速度就非常快。而且还会将内存中的数据写入本地硬盘，可以在服务器重启后，自动将数据恢复到内存中。

学习Redis是大家成为高手的必经之路。它的功能非常强大，在我们这节课中，只会用到Redis的缓存能力。

如何安装 Redis 的服务端与客户端？

1、安装 Redis 服务端 Windows Docker Desktop安装及使用 Docker 运行 MySQL

services:
  mysql:
    # ....
  redis:
    image: redis:7.4
    ports:
      - "6379:6379"
    volumes:
      - ./data/redis:/data

docker-compose up -d

2、安装 Redis 客户端

服务端启动好了，还需要用客户端进行管理。所谓客户端，就是像 Navicat、Sequel Ace 一样用来管理数据库的工具。这里推荐大家使用的客户端，叫做Redis Insight，它是 Redis 官方发布的管理工具。它是完全免费的，非常好用。
Redis Insight官网

双击一下，就可以连进去了。

目前里面还没有存任何东西进去，所以都是空白的。好了，先丢一边，一会儿我们再来继续用它。

如何在 Node 项目中，使用 Redis 缓存数据？

Redis已经安装，并启动好了以后，现在需要在Node项目中来操作它。

1、安装 node-redis

项目根目录

npm i redis

2、Redis 配置文件

接着看官方文档

• 这里告诉我们了，使用前，要先用connect方法连接上去。
• 用set来写入数据。
• 用get来读取数据。
• key，就是给缓存数据，取了个名字。无论写入，还是读取，都是用这个名字，就能找到它。
• 不用了以后，可以用disconnect方法来断开连接。
  新建utils/redis.js，内容我已经写好了

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

// 创建全局的 Redis 客户端实例
let client;

/**
 * 初始化 Redis 客户端
 */
const redisClient = async () => {
  if (client) return; // 如果客户端已经初始化，则不再重复初始化

  client = await createClient()
    .on('error', err => console.log('Redis 连接失败', err))
    .connect();
};

/**
 * 存入数组或对象，并可选地设置过期时间
 * @param key 键名
 * @param value 要存储的值
 * @param ttl 可选，以秒为单位的过期时间，默认不设置
 */
const setKey = async (key, value, ttl = null) => {
  if (!client) await redisClient(); // 确保客户端已初始化
  value = JSON.stringify(value); // 将对象转换为JSON字符串
  await client.set(key, value);

  // 如果提供了ttl，则设置过期时间
  if (ttl !== null) {
    await client.expire(key, ttl);
  }
};

/**
 * 读取数组或对象
 * @param key 键名
 * @returns {Promise<any>} 解析后的JSON对象或数组
 */
const getKey = async (key) => {
  if (!client) await redisClient(); // 确保客户端已初始化
  const value = await client.get(key); // 将获取到的JSON字符串转换回对象
  return value ? JSON.parse(value) : null; // 如果value为空，返回null而不是抛出错误
};

/**
 * 清除缓存数据
 * @param key
 * @returns {Promise<void>}
 */
const delKey = async (key) => {
  if (!client) await redisClient(); // 确保客户端已初始化
  await client.del(key);
};

/**
 * 获取匹配模式的所有键名
 * @param pattern
 * @returns {Promise<*>}
 */
const getKeysByPattern = async (pattern) => {
  if (!client) await redisClient();
  return await client.keys(pattern);
}

/**
 * 清空所有缓存数据
 * @returns {Promise<void>}
 */
const flushAll = async () => {
  if (!client) await redisClient();
  await client.flushAll();
}

module.exports = {redisClient, setKey, getKey, delKey, getKeysByPattern, flushAll};

• 先定义了一个client变量，里面会创建全局的Redis客户端实例。
• 第一个方法，是用来连接到了Redis的。这里有一个判断，如果已经存在了，就直接返回，这样可以避免重复的创建 Redis 实例。
• 接着我们自定义了写入数据的方法，需要注意的是，在存储之前，先要用JSON.stringify()方法将 JS 对象或数组转换成JSON 字符串。
• 下面还有过期时间的设置，不传就是永久的。如果传了，以秒为单位，如果时间超出后，Redis会自动清理掉存储的数据。
• 读取方法里，使用JSON.parse()方法将JSON 字符串解析回原来的数据结构。
• 最下面是删除缓存的方法，调用del方法，即可删掉缓存数据。

这样做好封装好后，用起来就非常简单了，而且就算是数组或对象，也可以顺利的存取了。

PS: 如果您的 Redis 服务端，运行在其他服务器上或者你在宝塔中不想使用docker，可以调整连接格式为：

client = await createClient({
  url: 'redis://<服务器IP>:<端口号>' ,
  // password:'',  有无密码
})

3、通过utils/redis.js使用

// 引入
const { setKey, getKey } = require('../utils/redis');
// 单条数据存储 key：键名  data：数据
setKey(key, data);
// 带有效期存储 key：键名  data：数据 ttl:时间s为单位
setKey( key, data, ttl);
// 带分页的缓存 articles:默认为路由名 后用：链接 当前页和当页数量 （预定俗称以：为连接）
const cacheKey = `articles:${currentPage}:${pageSize}`;
setKey(cacheKey, data);
// 带id 的缓存  articles:默认为路由名 后用：链接 当前id （预定俗称以：为连接）
setKey(`article:${id}`, data)

// 单条数据删除 key：键名
await delKey(key);

// 复杂缓存删除
/**
 * 清除缓存
 * @param id
 * @returns {Promise<void>}
 */
async function clearCache(id = null) {
  // 清除所有文章列表缓存 
  let keys = await getKeysByPattern('articles:*');
  if (keys.length !== 0) {
    await delKey(keys);
  }

  // 如果传递了id，则通过id清除文章详情缓存
  if (id) {
    // 如果是数组，则遍历
    const keys = Array.isArray(id) ? id.map(item => `article:${item}`) : `article:${id}`;
    await delKey(keys);
  }
}