Redis Nodejs: Cách sử dụng Redis trong Nodejs chi tiết A-Z

Khi kết hợp giữa Redis Nodejs, ta không chỉ tăng tốc độ phản hồi của ứng dụng mà còn giảm đáng kể áp lực lên API và cơ sở dữ liệu. Sự kết hợp này là sử dụng Redis như một lớp cache trung gian: thay vì gọi API nhiều lần, ta chỉ cần gọi một lần duy nhất, sau đó lưu kết quả vào bộ nhớ và tái sử dụng cho các lần sau. Kết quả là ứng dụng chạy nhanh hơn, mượt hơn và tiết kiệm tài nguyên hơn.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách tích hợp Redis vào ứng dụng Node.js để khai thác tối đa lợi ích từ mô hình này. Cụ thể:

• Cách cài đặt và kết nối Redis với Node.js
• Các thao tác dữ liệu trong Redis Node.js
• Các ví dụ thực thế
• Một số lưu ý để sử dụng Redis Node.js hiệu quả

Tổng quan về Redis 

Redis là một hệ thống cơ sở dữ liệu in-memory mã nguồn mở, nổi tiếng với tốc độ truy xuất siêu nhanh và khả năng xử lý dữ liệu theo thời gian thực.

Redis không chỉ đơn thuần là một nơi lưu tạm dữ liệu (cache) mà còn hỗ trợ nhiều cấu trúc dữ liệu phong phú như chuỗi ký tự (strings), hashes (bảng ánh xạ khóa-giá trị giống như từ điển), danh sách có thứ tự (lists), tập hợp không trùng lặp (sets), tập hợp có thứ tự và kèm điểm số để sắp xếp (sorted sets), bitmaps và streams.

Đọc thêm: Redis là gì: Tổng hợp tính năng hữu ích nhất của Redis

Khi Redis được tích hợp vào ứng dụng Node.js, những cấu trúc này mang lại nhiều lợi ích thiết thực như: hashes rất phù hợp để lưu session người dùng một cách hiệu quả; lists và sorted sets thường được dùng để quản lý hàng đợi hoặc bảng xếp hạng; còn Pub/Sub và streams lại giúp xây dựng các hệ thống xử lý thời gian thực như chat hoặc thông báo.

Vì Redis cực kỳ nhẹ, nhanh và dễ tích hợp, nó đã trở thành một giải pháp quen thuộc trong các ứng dụng web hiện đại từ các startup nhỏ đến các nền tảng lớn như Twitter, GitHub hay StackOverflow.

Redis cũng cung cấp các tùy chọn lưu trữ bền vững (persistence) để đảm bảo dữ liệu không bị mất khi máy chủ khởi động lại. Cụ thể, Redis hỗ trợ hai cơ chế chính:

• RDB snapshots: là cách định kỳ ghi lại toàn bộ dữ liệu trong bộ nhớ xuống đĩa giống như chụp nhanh trạng thái hiện tại của hệ thống.
• AOF (Append Only File): là phương pháp ghi lại từng thay đổi dữ liệu dưới dạng nhật ký (log), giúp hệ thống có thể khôi phục lại toàn bộ trạng thái bằng cách “phát lại” các thao tác đã thực hiện.

Một trong những ứng dụng điển hình và dễ tiếp cận nhất của Redis là khi kết hợp cùng Node.js – nền tảng phổ biến để xây dựng các ứng dụng web hiệu suất cao. Sự kết hợp này rất phù hợp để:

• Tăng tốc ứng dụng bằng cách cache các dữ liệu thường dùng và kết quả truy vấn cơ sở dữ liệu
• Lưu session người dùng một cách hiệu quả trong các ứng dụng web, đặc biệt phù hợp trong các hệ thống sử dụng kiến trúc microservices
• Giao tiếp giữa các thành phần (Pub/Sub) trong hệ thống thời gian thực như các ứng dụng chat, thông báo trực tiếp (live notifications) hoặc game nhiều người chơi.
• Quản lý hàng đợi tác vụ (queues) như gửi email, xử lý nền và lên lịch để thực hiện một tác vụ nào đó vào một thời điểm cụ thể trong tương lai hoặc thực hiện định kỳ theo chu kỳ đã định trước (job scheduling).
• Thực hiện giới hạn tần suất truy cập (rate limiting) và điều tiết API (API throttling) nhằm bảo vệ hệ thống khỏi các hành vi lạm dụng hoặc quá tải.
• Xây dựng hệ thống xếp hạng và bảng điểm (leaderboards) bằng cách tận dụng cấu trúc dữ liệu sorted sets, cho phép sắp xếp và truy vấn theo thứ hạng một cách tối ưu. 

Cài đặt và kết nối Redis Node.js

Bước 1: Cài đặt Redis client trong Node.js

Để làm việc với Redis trong Node.js, bạn cần cài thư viện chính thức của Redis qua npm:

npm install redis

Bước 2: Kết nối đến Redis

Tạo file JavaScript (hoặc TypeScript) và kết nối Redis như sau:

import { createClient } from 'redis';

const redisClient = createClient();

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

await redisClient.connect();

Trong đó:

• createClient() là hàm tạo kết nối đến Redis mặc định ở localhost:6379.
• on('error', ...) để xử lý nếu có lỗi kết nối.
• connect() là hàm bất đồng bộ, dùng await để đợi kết nối hoàn tất.

Các thao tác dữ liệu trong Redis Nodejs

Ghi dữ liệu (SET)

Ví dụ để lưu key ‘name‘ với giá trị ‘Alice’ ta dùng:

await redisClient.set('name', 'Alice');

// Với Options
await redisClient.set('user:1001', JSON.stringify({ name: 'Alice', age: 25 }));

Đọc dữ liệu (GET)

Ví dụ để Lấy giá trị của key ‘name‘ ta có đoạn code sau:

const name = await redisClient.get('name');
console.log(name); // Kết quả: Alice

// Xử lý JSON data
const userData = await redisClient.get('user:1001');
const user = userData ? JSON.parse(userData) : null;
console.log(user); // { name: 'Alice', age: 25 }

Xoá dữ liệu (DEL)

Ví dụ để xoá key ‘name‘ khỏi Redis ta dùng:

await redisClient.del('name');

// Xóa nhiều keys cùng lúc
await redisClient.del(['key1', 'key2', 'key3']);

// Kiểm tra key có tồn tại không
const exists = await redisClient.exists('name');
console.log(exists); // 0 (không tồn tại) hoặc 1 (tồn tại)

Ghi dữ liệu có thời gian live (Time To Live)

Redis cho phép đặt thời gian tự động xóa dữ liệu, rất hữu ích khi lưu cache hoặc lưu các mã xác thực tạm thời (ví dụ: token đăng nhập, mã OTP), giúp ta không cần tự xóa thủ công và tiết kiệm bộ nhớ cũng như giảm nguy cơ rò rỉ dữ liệu (data leakage). 

Ví dụ để lưu mã OTP ‘123456’, tự động xóa sau 300 giây (5 phút) ta dùng:

// Cách 1: Sử dụng EX (seconds)
await redisClient.set('otp', '123456', { EX: 300 }); // 5 phút

// Cách 2: Sử dụng PX (milliseconds)
await redisClient.set('temp_token', 'abc123', { PX: 30000 }); // 30 giây

// Cách 3: Set TTL sau khi tạo key
await redisClient.set('session_id', 'xyz789');
await redisClient.expire('session_id', 1800); // 30 phút

// Kiểm tra thời gian còn lại
const ttl = await redisClient.ttl('otp');
console.log(`OTP expires in ${ttl} seconds`);

Các ví dụ sử dụng Redis thực tế trong Nodejs

Cùng khám phá những ứng dụng thực tế thường gặp nhất khi làm việc với Redis trong môi trường Node.js:

Lưu và truy xuất dữ liệu siêu nhanh

Redis lưu dữ liệu trực tiếp trong RAM, nên mọi thao tác như GET và SET đều diễn ra gần như tức thì. Trong Node.js, ta có thể lưu một giá trị như sau:

await client.set('username', 'Alice');   // lưu tên người dùng
const name = await client.get('username');  // lấy lại tên
console.log(name); // In ra: Alice

Hỗ trợ nhiều loại dữ liệu khác nhau

Redis không chỉ lưu chuỗi (string), mà còn hỗ trợ:

• List (danh sách): để làm hàng đợi
• Hash: giống như object trong JavaScript
• Set / Sorted Set: lưu danh sách không trùng hoặc có thứ tự 
• Stream: để xử lý dữ liệu thời gian thực

Ví dụ để lưu danh sách người dùng đang online như sau:

await redisClient.rPush("onlineUsers", "Alice");
await redisClient.rPush("onlineUsers", "Bob");

Trong đó:

• rPush nghĩa là thêm một phần tử vào cuối danh sách.
• "onlineUsers" là danh sách chứa các tên người đang hoạt động.

Ví dụ: dùng Hash dùng để lưu đối tượng như object trong JS như sau:

await redisClient.hSet('user:1', { name: 'Bob', age: 30 });
const user = await redisClient.hGetAll('user:1');

Pub/Sub – Gửi và nhận thông điệp giữa các phần trong hệ thống

Redis hỗ trợ cơ chế Publish/Subscribe, cho phép các phần khác nhau của ứng dụng Node.js giao tiếp với nhau theo kiểu sự kiện. Ví dụ:

// File: subscriber.jsimport { createClient } from 'redis';
const subscriber = createClient();await subscriber.connect();

// Đăng ký nhận tin từ channelawait subscriber.subscribe("chat", (message, channel) => {  console.log(`Received from ${channel}: ${message}`);  // Xử lý tin nhắn ở đây});
console.log('Subscriber listening on "chat" channel');

// File: publisher.jsimport { createClient } from 'redis';
const publisher = createClient();await publisher.connect();

// Gửi tin nhắnconst subscriberCount = await publisher.publish("chat", "Hello from User A");console.log(`Message sent to ${subscriberCount} subscribers`);

// Có thể gửi structured dataawait publisher.publish("chat", JSON.stringify({  user: 'Alice',  message: 'Hello everyone!',  timestamp: Date.now()}));

Trong đó:

• Một phần của ứng dụng đăng ký nhận tin nhắn từ kênh “chat”.
• Một phần khác gửi tin nhắn “Hello from User A” tới kênh đó.
• Ai đăng ký “chat” sẽ nhận được tin nhắn ngay lập tức.

Hỗ trợ lưu tạm (cache) để tăng tốc ứng dụng

Redis được dùng nhiều nhất cho việc lưu cache – tức là lưu tạm thời những dữ liệu được dùng nhiều để không phải truy vấn lại từ nơi chậm hơn (như cơ sở dữ liệu chính). 

Giả sử bạn đang xây dựng một website hiển thị thời tiết theo thành phố. Dữ liệu được lấy từ một API bên ngoài, ví dụ api.weather.com. Tuy nhiên, việc gọi API mỗi lần người dùng truy cập sẽ tốn thời gian chờ phản hồi (chậm) và dễ bị giới hạn lượt gọi (rate limit).

Giải pháp: Ta có thể lưu tạm dữ liệu trả về từ API vào Redis, để các lần sau truy cập sẽ lấy dữ liệu ngay từ cache, giúp nhanh hơn và không cần gọi lại API.

async function getWeather(city) {
  const cached = await redisClient.get(city);
  if (cached) {
    return JSON.parse(cached); // Dữ liệu có sẵn, trả về từ Redis
  }

  const res = await fetch(`https://api.weather.com/${city}`);
  const data = await res.json();

  await redisClient.set(city, JSON.stringify(data), { EX: 3600 }); // Lưu cache 1 giờ
  return data;
}

Trong đó:

• redisClient.get(city): kiểm tra xem Redis có lưu dữ liệu thời tiết cho thành phố này chưa.
• if (cached): nếu có rồi, trả về luôn (không cần gọi API).
• fetch(...): gọi API nếu chưa có cache.
• redisClient.set(..., { EX: 3600 }): lưu dữ liệu mới vào Redis, hết hạn sau 1 tiếng.

Quản lý session đăng nhập bằng Redis

Trong ứng dụng web dùng Node.js và Express, khi người dùng đăng nhập, ta cần lưu thông tin phiên đăng nhập (session). Nếu chỉ lưu trên server, khi server khởi động lại hoặc khi dùng nhiều server (load balancing), session sẽ bị mất.

Giải pháp: Lưu session vào Redis – một nơi lưu trữ trung gian, nhanh và ổn định, dùng được kể cả khi có nhiều server.

Thay vì lưu session ở bộ nhớ cục bộ của từng server (dễ mất khi server khởi động lại hoặc không chia sẻ được giữa các node), việc dùng Redis giúp duy trì trạng thái người dùng một cách nhất quán trên toàn hệ thống.

Redis session store không chỉ giúp hệ thống mở rộng theo chiều ngang (scale horizontally) mà còn đảm bảo tính nhất quán của phiên đăng nhập (session consistency), đặc biệt quan trọng trong các hệ thống phân tán hoặc sử dụng kiến trúc microservices.

import session from 'express-session';
import RedisStore from 'connect-redis';

app.use(
  session({
    store: new RedisStore({ client: redisClient }),
    secret: 'my-secret',
    resave: false,
    saveUninitialized: false,
  })
);

Trong đó:

• express-session: dùng để quản lý phiên đăng nhập.
• connect-redis: giúp lưu session vào Redis.
• store: new RedisStore(...): thay vì lưu session trong RAM của server, ta lưu vào Redis.
• secret: chuỗi mã hóa session.
• resave và saveUninitialized: các tuỳ chọn kỹ thuật để session hoạt động ổn định hơn.

Một số lưu ý khi sử dụng Redis trong Node.js

• Luôn xử lý lỗi kết nối: Redis là một dịch vụ bên ngoài, có thể bị ngắt kết nối tạm thời hoặc gặp sự cố. Do đó, bạn nên xử lý sự kiện lỗi để tránh ứng dụng bị treo.
• Tránh dùng KEYS * trên môi trường production: Lệnh KEYS * trả về toàn bộ key trong Redis, có thể gây quá tải khi dữ liệu lớn. Thay vào đó, hãy dùng SCAN để duyệt dữ liệu một cách an toàn hơn.
• Luôn đặt thời gian hết hạn (TTL) cho cache: Nếu bạn dùng Redis để cache dữ liệu API, session hoặc OTP, hãy đặt thời gian tự xóa (EX) để tránh đầy bộ nhớ.
• Không lưu dữ liệu nhạy cảm dưới dạng plain text: Redis lưu dữ liệu trong RAM, không mã hóa mặc định. Nếu bạn cần lưu thông tin nhạy cảm (như token hoặc email), nên mã hóa (encrypt/hash) dữ liệu trước khi lưu.
• Đóng kết nối Redis khi ứng dụng tắt: Để tránh rò rỉ tài nguyên, khi ứng dụng Node.js tắt ta nên đóng kết nối Redis.
• Tái sử dụng kết nối, không tạo lại mỗi lần: Redis client nên được khởi tạo một lần duy nhất và tái sử dụng trong toàn bộ ứng dụng, thay vì tạo mới trong mỗi request. Điều này sẽ giúp tiết kiệm tài nguyên và ổn định kết nối.

Câu hỏi thường gặp về Redis Nodejs

Có thể sử dụng Redis làm session store trong Node.js không?

Có. Redis là một trong những lựa chọn phổ biến nhất để lưu trữ session trong các ứng dụng web Node.js. Nhờ tốc độ cao và khả năng lưu trữ trong bộ nhớ, Redis giúp quản lý phiên đăng nhập của người dùng một cách hiệu quả, đặc biệt khi bạn chạy nhiều server (scale horizontally).

Có thể sử dụng thư viện như:

• express-session: để quản lý session
• connect-redis: để kết nối Redis làm nơi lưu session

Redis NPM có hỗ trợ Pub/Sub không?

Có. Gói redis chính thức trên NPM (hiện tại là redis@4) hỗ trợ đầy đủ cơ chế Publish/Subscribe. Bạn có thể tạo một kết nối riêng để subscribe các kênh và dùng lệnh publish để gửi tin nhắn giữa các phần của ứng dụng, rất phù hợp với các tính năng như chat, thông báo real-time hoặc giao tiếp giữa microservices.

Lưu ý: Pub/Sub cần kết nối riêng biệt từ phiên bản 4.x trở lên.

Redis NPM có hỗ trợ Redis Cluster không?

Có. Thư viện node-redis chính thức hỗ trợ kết nối tới Redis Cluster. Redis Cluster là một kiến trúc phân tán cho phép hệ thống mở rộng theo chiều ngang (horizontal scaling) và đảm bảo tính sẵn sàng cao. Khi sử dụng, bạn chỉ cần cung cấp danh sách các node trong cluster, Redis sẽ tự xử lý định tuyến và chuyển tiếp key đến node phù hợp.

Tổng kết Redis Nodejs

Redis là công cụ mạnh mẽ nhưng không hề phức tạp khi dùng với Node.js. Từ việc lưu key-value đơn giản, đến quản lý session, cache hay Pub/Sub ta hoàn toàn có thể thực hiện dễ dàng chỉ với vài dòng code. ITviec hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ý giúp bạn hiểu rõ hơn về cách sử dụng Redis Node.js.