當你要儲存的資料含有兩個以上的欄位時，使用純字串會迫使你做出一個尷尬的選擇：將整個物件序列化成 JSON，並在每次變更時都重新寫入；或是將各欄位分散到許多獨立的鍵。雜湊（Hash）正是適合儲存物件的資料結構。它把欄位－值配對存放在單一鍵下，讓你讀取或更新個別欄位，並將相關資料分組存放，這正是你在使用者記錄、工作階段或快取資料列時所需要的。

這是 Redis 大師班系列的第 4 篇，接續前一篇字串與計數器。

基本操作

雜湊是一個在單一鍵下存放欄位對應值的對應表：

HSET user:1 name "Aman" plan "pro" logins "42"
HGET user:1 plan          # "pro"
HGETALL user:1            # 所有欄位與值
HMGET user:1 name plan    # 一次讀取多個欄位
HDEL user:1 logins        # 刪除一個欄位

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相較於序列化的 JSON 字串，最大的優勢在於能直接存取個別欄位。讀取單一欄位只需 HGET，而不用取得並解析整個物件；更新單一欄位只需 HSET，而不用讀取－修改－寫回整個資料區塊。對於大型物件來說，這不僅更快，也在並行環境下更安全，因為兩個客戶端同時更新不同欄位時，不會互相覆蓋彼此的變更。

為什麼不直接把 JSON 存成字串？

這是開發者常面臨的抉擇，因此值得釐清。把物件存成 JSON 字串既簡單又適用，只要你總是整筆讀取或寫入，例如需要整筆替換的快取項目即可。但在以下情況下，雜湊會是更好的選擇：

  • 經常讀取或更新單一欄位時。使用 HGET user:1 plan 比抓取整個 JSON 再解析單一欄位更快。
  • 多個客戶端同時更新不同欄位時。使用 JSON 時，兩個寫入者各自讀取－修改－寫回，整個物件可能遺失其中一方的變更；使用雜湊時，HSET 不同欄位彼此獨立且安全。
  • 需要對數值欄位做遞增時。使用 HINCRBY 可對單一欄位進行原子遞增，而 JSON 字串無法避免讀取－修改－寫回的競態。

原則是：若只需整筆物件存取，可使用 JSON 字串；若需欄位層級存取或並行欄位更新，請使用雜湊。

原子欄位操作

與字串相同，雜湊也提供原子數值操作，但範圍限定在單一欄位：

HINCRBY user:1 logins 1          # 對 logins 欄位原子 +1
HINCRBY cart:99 item:42 2        # 將 item:42 的數量 +2
HINCRBYFLOAT account:1 balance 9.99

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這對於內含計數器的物件非常實用。將購物車存成雜湊（每項商品一個欄位，值為數量），即可用 HINCRBY 原子地調整單一商品數量，而不影響其他欄位。每位使用者的統計物件也可獨立且安全地遞增 logins 或 posts。雜湊同時提供物件分組與原子欄位計數器的能力。

記憶體效率

雜湊在規模化時有一項優點：對於小型雜湊，Redis 使用緊湊的記憶體編碼（listpack），比把每個欄位存成獨立頂層鍵更省空間。因此，將物件的欄位分組存入單一雜湊，除了邏輯上更整齊，也比相同資料分散成多個鍵更節省記憶體。

這也是為何常見建議是：儲存大量小型物件時，應使用雜湊而非每個欄位各用一個鍵。一百萬筆使用者記錄以雜湊儲存，會比把相同資料分散成一百萬個獨立字串鍵更省記憶體，且更容易管理（每位使用者只需一個鍵，使用單一 DEL 即可移除整位使用者）。

過期：唯一的限制

有一點需要注意。歷史上，Redis 的過期（TTL）是針對整個鍵，而非個別雜湊欄位。你可以讓整個 user:1 雜湊過期，但無法只讓其 logins 欄位過期。這表示過去需要其他方式或不同結構來實現欄位層級過期。

Redis 7.4 及更新版本新增 HEXPIRE，可對個別雜湊欄位設定 TTL，移除此歷史限制：

HEXPIRE user:1 3600 FIELDS 1 session_token   # 讓單一欄位在 1 小時後過期

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如果你使用較舊版本，請記得 TTL 僅作用於鍵層級：若需欄位層級過期，需將這些欄位存成獨立鍵，或升級至支援 HEXPIRE 的版本。對於大多數物件儲存用途，通常會讓整個雜湊過期（例如整個工作階段或快取記錄），因此此限制較少影響。

何時應使用雜湊

當你儲存的物件需要獨立存取或更新其欄位時，請使用雜湊：

  • 使用者記錄與個人檔案：欄位會逐一讀取與更新。
  • 工作階段：具多個屬性的工作階段物件，以整筆方式過期。
  • 快取資料庫資料列：將資料列的各欄位作為雜湊欄位，可個別更新。
  • 內含計數器的物件：購物車、實體統計資料等需要原子遞增的數值欄位。

若你只會整筆讀取與寫入物件，且單一序列化資料區塊的簡潔性優於欄位層級存取，則應使用 JSON 字串。

雜湊是 Redis 在不犧牲欄位層級存取或原子欄位更新的情況下，儲存結構化物件的方式。它將相關資料分組存放在單一鍵下、為小型物件節省記憶體，並允許並行寫入者安全地修改不同欄位。當你的值是一個物件而非單一資料時，雜湊幾乎永遠是正確的選擇。

下一篇將介紹列表：支援佇列與近期項目摘要的有序序列，以及將其轉換為簡單工作佇列的阻塞操作。

重點摘要

  • 雜湊在單一鍵下存放欄位－值配對，提供對個別欄位的直接存取，而非整筆序列化資料。
  • 當你需要個別存取欄位，或多個客戶端同時更新不同欄位時，請優先使用雜湊而非 JSON 字串。
  • HINCRBY 可原子地遞增單一欄位，非常適合內含計數器的物件，例如購物車與實體統計。
  • 小型雜湊使用緊湊的記憶體編碼，因此將欄位分組存放比使用多個獨立鍵更節省空間。
  • TTL 歷史上僅作用於鍵層級；Redis 7.4+ 新增 HEXPIRE 支援欄位層級過期，但大多數情況仍會讓整個雜湊過期。

常見問題

何時應使用 Redis 雜湊而非 JSON 字串？

當你經常讀取或更新個別欄位，或多個客戶端同時更新不同欄位時，請使用雜湊，因為雜湊允許獨立的欄位存取與更新。若你總是整筆讀取與寫入物件，則使用 JSON 字串。

我可以在 Redis 雜湊中遞增單一欄位嗎？

可以，使用 HINCRBY（或 HINCRBYFLOAT），它會原子地對單一欄位的數值進行加總，而不影響其他欄位。這非常適合內含計數器的物件，例如購物車中各商品的數量。

雜湊比獨立鍵更省記憶體嗎？

對於許多小型物件來說，是的。Redis 會將小型雜湊以緊湊方式編碼，因此將物件的欄位分組存入單一雜湊，會比把每個欄位存成獨立頂層鍵更省記憶體，且資料在邏輯上也更整齊。

我可以對單一雜湊欄位設定過期嗎？

歷史上不行，TTL 僅作用於整個鍵。Redis 7.4 及更新版本新增 HEXPIRE 支援欄位層級 TTL。若使用較舊版本，需讓整個雜湊過期，或將需要過期的欄位存成獨立鍵。

如何在 Redis 中儲存使用者物件？

使用鍵如 user:1 的雜湊，並以各屬性（name、plan、logins）作為欄位。你可以直接讀取或更新任何欄位，並原子地遞增數值欄位，且只需單一 DEL 即可刪除整位使用者。

延伸閱讀

本文最初發表於 amanksingh.com/blog/redis-hashes。

關於作者

Aman Kumar Singh 是印度諾伊達的團隊負責人兼高級軟體工程師，專長於使用 TypeScript、Next.js、NestJS、PostgreSQL 與 Redis 撰寫全端工程、系統設計與生產環境 SaaS。