Redisと.NET 8/9/10の統合：完全ステップバイステップチュートリアル

Redisは、キャッシュ、セッション管理、リアルタイム分析などに広く活用されている高性能なインメモリデータストアです。本ガイドでは、.NET向けに最も人気のあるRedisクライアントの一つであるStackExchange.Redisを使用して、Redisを.NETアプリケーションに統合する方法を段階的に解説します。

1. 前提条件

作業を始める前に、以下の環境が整っていることを確認してください。

• .NET 8/9/10 SDK がインストール済みであること
• Visual Studio または VS Code
• ローカルまたはDocker上で稼働しているRedisサーバー

Dockerを使えば、次のコマンド一つでRedisをローカル環境で簡単に起動できます。

docker run --name redis -p 6379:6379 -d redis

2. 必要なNuGetパッケージのインストール

ソリューションエクスプローラーでプロジェクトを右クリックし、「NuGetパッケージの管理」から以下のパッケージをインストールします。

Microsoft.EntityFrameworkCore
Npgsql.EntityFrameworkCore.PostgreSQL
Microsoft.Extensions.Caching.StackExchangeRedis

これにより、Entity Framework Core経由でPostgreSQLに接続しつつ、IDistributedCacheインターフェースを通じてRedisの分散キャッシュを利用できるようになります。

3. Program.cs のセットアップ

using Microsoft.EntityFrameworkCore;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// PostgreSQL
builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseNpgsql("Host=localhost;Port=5432;Database=testdb;Username=postgres;Password=1234"));

// Redis
builder.Services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
    options.Configuration = "localhost:6379";
});

builder.Services.AddControllers();

var app = builder.Build();
app.MapControllers();
app.Run();

AddStackExchangeRedisCacheをサービスに登録することで、DIコンテナからIDistributedCacheを任意のクラスに注入できるようになります。

4. モデルとDbContextの作成

👉 Product.cs

public class Product
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

👉 AppDbContext.cs

using Microsoft.EntityFrameworkCore;

public class AppDbContext : DbContext
{
    public AppDbContext(DbContextOptions<AppDbContext> options) : base(options) {}
    public DbSet<Product> Products { get; set; }
}

5. PostgreSQLにテーブルとテストデータを作成

CREATE TABLE "Products" (
    "Id" SERIAL PRIMARY KEY,
    "Name" TEXT
);

INSERT INTO "Products" ("Name") VALUES ('Laptop'), ('Mobile');

6. コントローラーの作成

Controllersフォルダを右クリック →「追加」→「コントローラー」→「APIコントローラー」を選択します。

👉 ProductController.cs

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;
using System.Text.Json;

[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class ProductController : ControllerBase
{
    private readonly AppDbContext _context;
    private readonly IDistributedCache _cache;

    public ProductController(AppDbContext context, IDistributedCache cache)
    {
        _context = context;
        _cache = cache;
    }

    [HttpGet("{id}")]
    public async Task<IActionResult> Get(int id)
    {
        string cacheKey = $"product_{id}";

        // 🔴 Redisキャッシュの確認
        var cachedData = await _cache.GetStringAsync(cacheKey);
        if (cachedData != null)
        {
            var product = JsonSerializer.Deserialize<Product>(cachedData);
            return Ok(new
            {
                source = "Redis",
                data = product
            });
        }

        // 🗄️ データベースへのアクセス
        var productFromDb = await _context.Products.FindAsync(id);
        if (productFromDb == null)
            return NotFound();

        // 🔥 Redisへ保存
        var options = new DistributedCacheEntryOptions()
            .SetAbsoluteExpiration(TimeSpan.FromMinutes(5));

        await _cache.SetStringAsync(
            cacheKey,
            JsonSerializer.Serialize(productFromDb),
            options
        );

        return Ok(new
        {
            source = "Database",
            data = productFromDb
        });
    }
}

処理の流れ：

1. まずRedisキャッシュを確認する。
2. キャッシュミスの場合はデータベースからデータを取得する。
3. 有効期限（TTL）を設定したうえで、データをRedisに保存する。

7. プロジェクトの実行とテスト

👉 プロジェクトを実行する
👉 ブラウザまたはPostmanから以下のURLにアクセスする

https://localhost:xxxx/api/product/1

初回リクエストではレスポンスの source が "Database" となり、2回目以降は "Redis" が返されます。この違いを確認することで、キャッシュが正しく機能していることがわかります。

8. 高度なRedis活用

ここからは、IConnectionMultiplexerを直接注入して、より高度なRedisのデータ構造を活用する方法を紹介します。

ハッシュ（Hashes）：構造化データの保存

await _db.HashSetAsync("user:1", new HashEntry[]
{
    new HashEntry("name", "Shafaet"),
    new HashEntry("age", 26)
});

リスト（Lists）：キュー・メッセージリストの実装

await _db.ListRightPushAsync("messages", "Hello World");
var msg = await _db.ListLeftPopAsync("messages");

Publish/Subscribe：リアルタイム通知

var sub = _redis.GetSubscriber();
await sub.SubscribeAsync("channel", (ch, val) => Console.WriteLine(val));
await sub.PublishAsync("channel", "Hello subscribers!");

9. ベストプラクティス

• ConnectionMultiplexerはシングルトンとして登録し、接続の多重生成を避ける。
• Redisはあくまでキャッシュとして活用し、プライマリデータベースとして扱わない。
• キャッシュキーには必ず有効期限（TTL）を設定し、メモリ不足を防止する。