Node.js项目中实现数据缓存进而提升服务器性能的方案整理

在Node.js项目中实现数据缓存是提升服务器性能的有效手段，以下是几种主流的缓存方案及其适用场景，结合了多个来源的最佳实践：

1. 内存缓存（快速但易失性）

适用场景：高频访问的临时数据（如会话信息、计算结果），单服务器环境。

推荐工具：

node-cache：简单易用，支持过期时间设置。

const NodeCache = require('node-cache');
const cache = new NodeCache({ stdTTL: 60 }); // 60秒过期
cache.set('key', 'value');
const value = cache.get('key');

lru-cache：基于LRU算法（最近最少使用），适合限制内存占用的场景。

1 2	const LRU = require('lru-cache'); const cache = new LRU({ max: 500, maxAge: 1000 * 60 }); // 最多500条，1分钟过期

优点：极快（内存读写），无网络开销。
缺点：进程重启后数据丢失，多实例间无法共享。

2. 分布式缓存（多服务器共享）

适用场景：多实例部署或需要持久化的缓存（如用户数据、热点查询）。

推荐工具：

Redis：高性能键值存储，支持复杂数据结构和持久化。

const redis = require('redis');
const client = redis.createClient();
client.setex('key', 3600, 'value'); // 缓存1小时
client.get('key', (err, reply) => console.log(reply));

Memcached：轻量级，适合简单键值缓存。

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const Memcached = require('memcached');
const memcached = new Memcached('localhost:11211');
memcached.set('key', 'value', 300, (err) => {}); // 缓存5分钟

优点：跨进程/服务器共享，高可用性（如Redis集群）。
缺点：需额外维护缓存服务，网络延迟略高。

3. HTTP缓存（减少重复请求）

适用场景：API响应或静态资源（如HTML、CSS文件）。

实现方式：通过Cache-Control等响应头控制客户端或CDN缓存。

const express = require('express');
const app = express();
app.get('/data', (req, res) => {
  res.set('Cache-Control', 'public, max-age=300'); // 缓存5分钟
  res.json({ data: 'cached' });
});

优点：减少服务器负载，提升客户端体验。
缺点：仅适用于可公开缓存的数据。

4. 文件缓存（持久化但较慢）

适用场景：低频变更的静态数据（如配置文件、模板）。

示例：

const fs = require('fs');
const cachePath = './cache.json';
// 写入缓存
fs.writeFileSync(cachePath, JSON.stringify({ key: 'value' }));
// 读取缓存
const data = JSON.parse(fs.readFileSync(cachePath));

优点：数据持久化。
缺点：I/O性能较低，不适合高频读写。

5. 数据库查询缓存

适用场景：复杂查询结果缓存（如MySQL查询缓存或ORM层缓存）。

工具：ORM（如Sequelize）内置缓存或手动结合Redis。

// 使用Redis缓存数据库查询
async function getCachedUser(id) {
  const key = `user:${id}`;
  const cached = await client.get(key);
  if (cached) return JSON.parse(cached);
  const user = await db.query('SELECT * FROM users WHERE id = ?', [id]);
  client.setex(key, 3600, JSON.stringify(user)); // 缓存1小时
  return user;
}

选择建议

单机临时数据：node-cache或lru-cache。
多实例/持久化：Redis（支持数据结构）或Memcached（简单键值）。
静态资源：HTTP缓存 + CDN。
敏感数据：避免缓存或加密存储。

注意事项：

设置合理的过期时间，避免脏数据。
监控缓存命中率（如Redis的INFO命令）。
处理缓存穿透（布隆过滤器）和雪崩（随机过期时间）。