Redis além de cache: streams, pub/sub, scripts

⏱ 13 min·⭐ 55 XP

Pré-requisitos (0/1)0%

⬜🍃 MongoDB em produção(NoSQL + Vector Databases)

Recomendamos completar os pré-requisitos antes de seguir, mas nada te impede de continuar.

Redis não é só cache

Estrutura	Resolve	Armadilha
Texto com expiração	Cache clássico	Expiração igual para tudo gera renovação em massa
Conjunto ordenado	Ranking, fila por prioridade, janela deslizante	Cresce sem limite se ninguém podar
Contador atômico	Limite de taxa, contagem	Ler e escrever em passos separados abre corrida
Fluxo de eventos	Fila com grupos de consumo e confirmação	Sem podar, o fluxo consome memória indefinidamente
Hash	Objeto com campos atualizáveis em separado	Expiração é do hash inteiro, não por campo
Script atômico	Vários comandos como uma operação	Script lento bloqueia o servidor — ele é de thread única

EstruturaTexto com expiração

ResolveCache clássico

ArmadilhaExpiração igual para tudo gera renovação em massa

EstruturaConjunto ordenado

ResolveRanking, fila por prioridade, janela deslizante

ArmadilhaCresce sem limite se ninguém podar

EstruturaContador atômico

ResolveLimite de taxa, contagem

ArmadilhaLer e escrever em passos separados abre corrida

EstruturaFluxo de eventos

ResolveFila com grupos de consumo e confirmação

ArmadilhaSem podar, o fluxo consome memória indefinidamente

EstruturaHash

ResolveObjeto com campos atualizáveis em separado

ArmadilhaExpiração é do hash inteiro, não por campo

EstruturaScript atômico

ResolveVários comandos como uma operação

ArmadilhaScript lento bloqueia o servidor — ele é de thread única

A maior parte dos times usa Redis como cache de string com TTL. É desperdiçar 80% da ferramenta. Redis é uma estrutura de dados remota: hashes, listas, sets, sorted sets, streams, bitmaps, HyperLogLog, geo. Cada um resolve um problema específico sem ter que mover dados para o app.

Leaderboard com SORTED SET

# ZADD adiciona/atualiza score em O(log N)
ZADD leaderboard:global 1500 "user:42"
ZADD leaderboard:global 2100 "user:17"
ZADD leaderboard:global 980  "user:99"

# Top 10 (descending)
ZREVRANGE leaderboard:global 0 9 WITHSCORES

# Posicao do usuario 42 (rank)
ZREVRANK leaderboard:global "user:42"

# Incrementar score atomicamente (ex: +50 XP)
ZINCRBY leaderboard:global 50 "user:42"

# Slice por score (scores entre 1000 e 2000)
ZRANGEBYSCORE leaderboard:global 1000 2000 WITHSCORES

💡

ZSET é a estrutura mais poderosa do Redis. Leaderboards, delayed jobs, sliding window rate limit, priority queue, trending content — tudo vira ZSET com score bem escolhido.

Rate limiter atômico com Lua

Implementação de sliding window rate limit em um único EVAL. Atomicidade garantida, zero race condition.

-- KEYS[1] = chave da janela (ex: "rl:user:42")
-- ARGV[1] = now em ms
-- ARGV[2] = janela em ms
-- ARGV[3] = limite
-- ARGV[4] = request id unico

local key    = KEYS[1]
local now    = tonumber(ARGV[1])
local window = tonumber(ARGV[2])
local limit  = tonumber(ARGV[3])
local reqId  = ARGV[4]

-- 1) Remove requests fora da janela
redis.call('ZREMRANGEBYSCORE', key, '-inf', now - window)

-- 2) Conta requests dentro da janela
local count = redis.call('ZCARD', key)

if count < limit then
  redis.call('ZADD', key, now, reqId)
  redis.call('PEXPIRE', key, window)
  return { 1, limit - count - 1 }  -- ok, restantes
else
  return { 0, 0 }                    -- bloqueado
end

// Uso no Node (ioredis)
const script = await fs.readFile('rate_limit.lua', 'utf8');
const sha = await redis.script('LOAD', script);

async function allow(userId: string) {
  const now = Date.now();
  const result = await redis.evalsha(
    sha, 1,
    'rl:user:' + userId,
    now, 60000, 100, crypto.randomUUID()
  ) as [number, number];
  return { allowed: result[0] === 1, remaining: result[1] };
}

Quiz rápido

Por que operações compostas devem ser feitas com script no servidor, e não em idas e voltas?

Streams: log persistente tipo Kafka-lite

# Producer
XADD events * type signup userId 42
XADD events * type purchase userId 42 amount 99.90

# Consumer group (processamento exactly-once-ish)
XGROUP CREATE events analytics $ MKSTREAM
XREADGROUP GROUP analytics worker-1 COUNT 10 BLOCK 5000 STREAMS events >

# Ack apos processar
XACK events analytics 1738000000000-0

💡

Streams substitui filas pub/sub simples quando você precisa de replay, consumer groups e retention. Não substitui Kafka em escala massiva (GB/s).

Persistence real: AOF vs RDB

⚠️

RDB é snapshot periódico — rápido no restart, mas perde os writes entre snapshots. AOF (append-only file) loga cada write com fsync configurável — durability real. Em produção séria: AOF com appendfsync everysec + RDB semanal para backup. Nunca rodar Redis sem persistence se o dado importa.

✅

Redis bem usado substitui 3-4 serviços: cache, fila, rate limiter, pub/sub, session store, leaderboard. Dominar estruturas vale mais que saber 10 bancos.

Perguntas frequentes

❓ O que dá para fazer no Redis além de cache?

Fila com fluxo persistente e grupo de consumo, contagem e ranqueamento com conjunto ordenado, publicação e assinatura, trava distribuída e limitação de taxa. Muito do que se constrói com peça extra cabe nele — com a ressalva de que ele é memória primeiro e persistência depois.

❓ Redis é seguro como fonte de verdade?

Só quando a perda de segundos de dado é aceitável, porque a persistência é assíncrona por padrão. Para dado que não pode ser perdido, ele é camada, não fonte. Tratá-lo como banco durável é a decisão que aparece no primeiro reinício inesperado.

❓ Como implementar trava distribuída sem errar?

Com chave que expira, valor único do dono para não liberar trava alheia, e liberação condicionada a esse valor. Trava sem expiração trava para sempre quando o dono morre; liberação sem verificação de dono libera a trava de outro. Os dois defeitos são silenciosos.

Fixando

Quiz rápido

Qual estrutura resolve naturalmente um placar ordenado com posição consultável?

Quiz rápido

Qual cuidado é essencial ao usar esse tipo de banco como mais que cache?

Terminou de ler?

Marcar como concluído registra o XP, mantém sua sequência e coloca 3 cartas deste módulo na fila de revisão espaçada.

Próximos passos sugeridos

⚡

DynamoDB: single-table design

NoSQL + Vector Databases · 14 min · +60 XP

→

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Recomendamos completar os pré-requisitos antes de seguir, mas nada te impede de continuar.

Redis não é só cache

Estrutura	Resolve	Armadilha
Texto com expiração	Cache clássico	Expiração igual para tudo gera renovação em massa
Conjunto ordenado	Ranking, fila por prioridade, janela deslizante	Cresce sem limite se ninguém podar
Contador atômico	Limite de taxa, contagem	Ler e escrever em passos separados abre corrida
Fluxo de eventos	Fila com grupos de consumo e confirmação	Sem podar, o fluxo consome memória indefinidamente
Hash	Objeto com campos atualizáveis em separado	Expiração é do hash inteiro, não por campo
Script atômico	Vários comandos como uma operação	Script lento bloqueia o servidor — ele é de thread única

EstruturaTexto com expiração

ResolveCache clássico

ArmadilhaExpiração igual para tudo gera renovação em massa

EstruturaConjunto ordenado

ResolveRanking, fila por prioridade, janela deslizante

ArmadilhaCresce sem limite se ninguém podar

EstruturaContador atômico

ResolveLimite de taxa, contagem

ArmadilhaLer e escrever em passos separados abre corrida

EstruturaFluxo de eventos

ResolveFila com grupos de consumo e confirmação

ArmadilhaSem podar, o fluxo consome memória indefinidamente

EstruturaHash

ResolveObjeto com campos atualizáveis em separado

ArmadilhaExpiração é do hash inteiro, não por campo

EstruturaScript atômico

ResolveVários comandos como uma operação

ArmadilhaScript lento bloqueia o servidor — ele é de thread única

Leaderboard com SORTED SET

# ZADD adiciona/atualiza score em O(log N)
ZADD leaderboard:global 1500 "user:42"
ZADD leaderboard:global 2100 "user:17"
ZADD leaderboard:global 980  "user:99"

# Top 10 (descending)
ZREVRANGE leaderboard:global 0 9 WITHSCORES

# Posicao do usuario 42 (rank)
ZREVRANK leaderboard:global "user:42"

# Incrementar score atomicamente (ex: +50 XP)
ZINCRBY leaderboard:global 50 "user:42"

# Slice por score (scores entre 1000 e 2000)
ZRANGEBYSCORE leaderboard:global 1000 2000 WITHSCORES

💡

ZSET é a estrutura mais poderosa do Redis. Leaderboards, delayed jobs, sliding window rate limit, priority queue, trending content — tudo vira ZSET com score bem escolhido.

Rate limiter atômico com Lua

Implementação de sliding window rate limit em um único EVAL. Atomicidade garantida, zero race condition.

-- KEYS[1] = chave da janela (ex: "rl:user:42")
-- ARGV[1] = now em ms
-- ARGV[2] = janela em ms
-- ARGV[3] = limite
-- ARGV[4] = request id unico

local key    = KEYS[1]
local now    = tonumber(ARGV[1])
local window = tonumber(ARGV[2])
local limit  = tonumber(ARGV[3])
local reqId  = ARGV[4]

-- 1) Remove requests fora da janela
redis.call('ZREMRANGEBYSCORE', key, '-inf', now - window)

-- 2) Conta requests dentro da janela
local count = redis.call('ZCARD', key)

if count < limit then
  redis.call('ZADD', key, now, reqId)
  redis.call('PEXPIRE', key, window)
  return { 1, limit - count - 1 }  -- ok, restantes
else
  return { 0, 0 }                    -- bloqueado
end

// Uso no Node (ioredis)
const script = await fs.readFile('rate_limit.lua', 'utf8');
const sha = await redis.script('LOAD', script);

async function allow(userId: string) {
  const now = Date.now();
  const result = await redis.evalsha(
    sha, 1,
    'rl:user:' + userId,
    now, 60000, 100, crypto.randomUUID()
  ) as [number, number];
  return { allowed: result[0] === 1, remaining: result[1] };
}

Quiz rápido

Por que operações compostas devem ser feitas com script no servidor, e não em idas e voltas?

Streams: log persistente tipo Kafka-lite

# Producer
XADD events * type signup userId 42
XADD events * type purchase userId 42 amount 99.90

# Consumer group (processamento exactly-once-ish)
XGROUP CREATE events analytics $ MKSTREAM
XREADGROUP GROUP analytics worker-1 COUNT 10 BLOCK 5000 STREAMS events >

# Ack apos processar
XACK events analytics 1738000000000-0

💡

Streams substitui filas pub/sub simples quando você precisa de replay, consumer groups e retention. Não substitui Kafka em escala massiva (GB/s).

Persistence real: AOF vs RDB

⚠️

✅

Redis bem usado substitui 3-4 serviços: cache, fila, rate limiter, pub/sub, session store, leaderboard. Dominar estruturas vale mais que saber 10 bancos.

Perguntas frequentes

❓ O que dá para fazer no Redis além de cache?

❓ Redis é seguro como fonte de verdade?

❓ Como implementar trava distribuída sem errar?

Fixando

Quiz rápido

Qual estrutura resolve naturalmente um placar ordenado com posição consultável?

Quiz rápido

Qual cuidado é essencial ao usar esse tipo de banco como mais que cache?

Terminou de ler?

Marcar como concluído registra o XP, mantém sua sequência e coloca 3 cartas deste módulo na fila de revisão espaçada.

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⚡

DynamoDB: single-table design

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