分布式缓存技术redis学习—— 深入理解Spring Redis的使用

2022-11-06 18:10:17

关于spring redis框架的使用，网上的例子很多很多。但是在自己最近一段时间的使用中，发现这些教程都是入门教程，包括很多的使用方法，与spring redis丰富的api大相径庭，真是浪费了这么优秀的一个框架。
Spring-data-redis为spring-data模块中对redis的支持部分，简称为“SDR”，提供了基于jedis客户端API的高度封装以及与spring容器的整合，事实上jedis客户端已经足够简单和轻量级，而spring-data-redis反而具有“过度设计”的嫌疑。
    jedis客户端在编程实施方面存在如下不足：
    1) connection管理缺乏自动化，connection-pool的设计缺少必要的容器支持。
    2) 数据操作需要关注“序列化”/“反序列化”，因为jedis的客户端API接受的数据类型为string和byte，对结构化数据(json,xml,pojo)操作需要额外的支持。
    3) 事务操作纯粹为硬编码
    4) pub/sub功能，缺乏必要的设计模式支持，对于开发者而言需要关注的太多。
1. Redis使用场景
Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。
我们都知道，在日常的应用中，数据库瓶颈是最容易出现的。数据量太大和频繁的查询，由于磁盘IO性能的局限性，导致项目的性能越来越低。
这时候，基于内存的缓存框架，就能解决我们很多问题。例如Memcache，Redis等。将一些频繁使用的数据放入缓存读取，大大降低了数据库的负担。提升了系统的性能。其实，对于hibernate以及Mybatis的二级缓存，是同样的道理。利用内存高速的读写速度，来解决硬盘的瓶颈。

2. 配置使用Redis

项目的整体结构如下：

分布式缓存技术redis学习—— 深入理解Spring Redis的使用

在applicationContext-dao.xml中配置如下:

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  3. xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4. xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
  5. xmlns:mongo="http://www.springframework.org/schema/data/mongo"
  6. xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
  7. xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
  8. http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
  9. http://www.springframework.org/schema/data/mongo
  10. http://www.springframework.org/schema/data/mongo/spring-mongo.xsd
  11. http://www.springframework.org/schema/context
  12. http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd
  13. http://www.springframework.org/schema/aop
  14. http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
  15. <context:property-placeholder location="classpath:database.properties" />
  16. <bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
  17. <property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}" />
  18. <property name="maxTotal" value="${redis.maxActive}" />
  19. <property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWait}" />
  20. <property name="testOnBorrow" value="${redis.testOnBorrow}" />
  21. </bean>
  22. <bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
  23. <property name="hostName" value="${redis.host}"/>
  24. <property name="port" value="${redis.port}"/>
  25. <property name="password" value="${redis.pass}"/>
  26. <property name="poolConfig" ref="poolConfig"/>
  27. </bean>
  28. <bean id="stringSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
  29. <bean id="hashSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"/>
  30. <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
  31. <property name="connectionFactory" ref="connectionFactory" />
  32. <property name="keySerializer" ref="stringSerializer"/>
  33. <property name="valueSerializer" ref="stringSerializer"/>
  34. <property name="hashKeySerializer" ref="stringSerializer" />
  35. <property name="hashValueSerializer" ref="hashSerializer"/>
  36. </bean>
  37. </beans>

database.properties配置文件如下：

  1. redis.maxIdle=10
  2. redis.maxActive=20
  3. redis.maxWait=10000
  4. redis.testOnBorrow=true
  5. redis.host=192.168.1.76
  6. redis.port=6379
  7. redis.pass=password1

spring-data-Redis提供了多种serializer策略，这对使用jedis的开发者而言，实在是非常便捷。sdr提供了4种内置的serializer：

  • JdkSerializationRedisSerializer：使用JDK的序列化手段(serializable接口，ObjectInputStrean，ObjectOutputStream)，数据以字节流存储，POJO对象的存取场景，使用JDK本身序列化机制，将pojo类通过ObjectInputStream/ObjectOutputStream进行序列化操作，最终redis-server中将存储字节序列，是目前最常用的序列化策略。
  • StringRedisSerializer：字符串编码，数据以string存储，Key或者value为字符串的场景，根据指定的charset对数据的字节序列编码成string，是“new String(bytes, charset)”和“string.getBytes(charset)”的直接封装。是最轻量级和高效的策略。
  • JacksonJsonRedisSerializer：json格式存储，jackson-json工具提供了javabean与json之间的转换能力，可以将pojo实例序列化成json格式存储在redis中，也可以将json格式的数据转换成pojo实例。因为jackson工具在序列化和反序列化时，需要明确指定Class类型，因此此策略封装起来稍微复杂。【需要jackson-mapper-asl工具支持】
  • OxmSerializer：xml格式存储，提供了将javabean与xml之间的转换能力，目前可用的三方支持包括jaxb，apache-xmlbeans；redis存储的数据将是xml工具。不过使用此策略，编程将会有些难度，而且效率最低；不建议使用。【需要spring-oxm模块的支持】

其中JdkSerializationRedisSerializer和StringRedisSerializer是最基础的序列化策略，其中“JacksonJsonRedisSerializer”与“OxmSerializer”都是基于stirng存储，因此它们是较为“高级”的序列化(最终还是使用string解析以及构建Java对象)。 针对“序列化和发序列化”中JdkSerializationRedisSerializer和StringRedisSerializer是最基础的策略，原则上，我们可以将数据存储为任何格式以便应用程序存取和解析(其中应用包括app，Hadoop等其他工具)，不过在设计时仍然不推荐直接使用“JacksonJsonRedisSerializer”和“OxmSerializer”，因为无论是json还是xml，他们本身仍然是String。如果你的数据需要被第三方工具解析，那么数据应该使用StringRedisSerializer而不是JdkSerializationRedisSerializer。

RedisTemplate中需要声明4种serializer，默认为“JdkSerializationRedisSerializer”：

1) keySerializer ：对于普通K-V操作时，key采取的序列化策略
    2) valueSerializer：value采取的序列化策略
    3) hashKeySerializer： 在hash数据结构中，hash-key的序列化策略
    4) hashValueSerializer：hash-value的序列化策略

无论如何，建议key/hashKey采用StringRedisSerializer。

 

spring-data-redis针对jedis提供了如下功能：

    1. 连接池自动管理，提供了一个高度封装的“RedisTemplate”类

2. 针对jedis客户端中大量api进行了归类封装,将同一类型操作封装为operation接口

  • ValueOperations：简单K-V操作
  • SetOperations：set类型数据操作
  • ZSetOperations：zset类型数据操作
  • HashOperations：针对map类型的数据操作

  • ListOperations：针对list类型的数据操作

3. 提供了对key的“bound”(绑定)便捷化操作API，可以通过bound封装指定的key，然后进行一系列的操作而无须“显式”的再次指定Key，即BoundKeyOperations：

  • BoundValueOperations
  • BoundSetOperations
  • BoundListOperations
  • BoundSetOperations
  • BoundHashOperations

3. RedisTemplate的使用
这个类作为一个模版类，提供了很多快速使用redis的api，而不需要自己来维护连接，事务。最初的时候，我创建的BaseRedisDao是继承自这个类的。继承的好处是我的每个Dao中，都可以*的控制序列化器，*的控制自己是否需要事务，这个先不需要了解，跟着我目前的这种配置方法来即可。template提供了一系列的operation,比如valueOperation,HashOperation,ListOperation,SetOperation等，用来操作不同数据类型的Redis。并且，RedisTemplate还提供了对应的*OperationsEditor，用来通过RedisTemplate直接注入对应的Operation。
核心代码：

  1. package com.npf.dao.impl;
  2. import java.util.ArrayList;
  3. import java.util.List;
  4. import java.util.Map;
  5. import java.util.Map.Entry;
  6. import javax.annotation.Resource;
  7. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  8. import org.springframework.data.redis.core.HashOperations;
  9. import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  10. import org.springframework.stereotype.Repository;
  11. import com.npf.dao.StudentDao;
  12. import com.npf.model.Student;
  13. @Repository
  14. public class StudentDaoImpl implements StudentDao{
  15. @Autowired
  16. private RedisTemplate<String,Student> redisTemplate;
  17. @Resource(name="redisTemplate")
  18. private HashOperations<String,String,Student> opsForHash;
  19. public static final String STUDENT = "student";
  20. @Override
  21. public void save(Student student) {
  22. opsForHash.put(STUDENT, student.getId(), student);
  23. }
  24. @Override
  25. public Student find(String id) {
  26. Student student = opsForHash.get(STUDENT, id);
  27. return student;
  28. }
  29. @Override
  30. public void delete(String id) {
  31. opsForHash.delete(STUDENT, id);
  32. }
  33. @Override
  34. public void update(Student student) {
  35. opsForHash.put(STUDENT, student.getId(), student);
  36. }
  37. @Override
  38. public List<Student> findAll() {
  39. Map<String, Student> entries = opsForHash.entries(STUDENT);
  40. List<Student> stuList = new ArrayList<Student>();
  41. for(Entry<String, Student> entry : entries.entrySet()){
  42. stuList.add(entry.getValue());
  43. }
  44. return stuList;
  45. }
  46. }

控制层代码如下：

  1. package com.npf.controller;
  2. import java.util.List;
  3. import java.util.UUID;
  4. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  5. import org.springframework.stereotype.Controller;
  6. import org.springframework.ui.Model;
  7. import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
  8. import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
  9. import com.npf.model.Student;
  10. import com.npf.service.StudentService;
  11. @Controller
  12. public class StudentController {
  13. @Autowired
  14. private StudentService studentService;
  15. @RequestMapping("/student/save")
  16. public String saveStudent(Student student){
  17. String id = UUID.randomUUID().toString();
  18. System.out.println(id);
  19. student.setId(id);
  20. studentService.save(student);
  21. return "redirect:/student/find/all";
  22. }
  23. @RequestMapping("/student/update")
  24. public String updateStudent(Student student){
  25. studentService.update(student);
  26. return "redirect:/student/find/all";
  27. }
  28. @RequestMapping("/student/to/save/form")
  29. public String toSaveStudentForm(){
  30. return "save";
  31. }
  32. @RequestMapping("/student/delete")
  33. public String deleteStudent(@RequestParam("id") String id){
  34. studentService.delete(id);
  35. return "redirect:/student/find/all";
  36. }
  37. @RequestMapping("/student/to/update/form")
  38. public String toUpdateStudentForm(@RequestParam("id") String id,Model model){
  39. Student stu = studentService.find(id);
  40. model.addAttribute("stu", stu);
  41. return "update";
  42. }
  43. @RequestMapping("/student/find/all")
  44. public String findStudents(Model model){
  45. List<Student> stuList = studentService.findAll();
  46. model.addAttribute("stuList", stuList);
  47. return "list";
  48. }
  49. }

4. 测试

(1).访问：http://localhost:8080/springdataredis/student/find/all

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(2).点击create，去创建一个student.

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(3).点击submit,提交表单，保存刚创建的student,然后系统会跳转到list页面。

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(4).点击update,去更新student.

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(5).点击submit,保存刚才的更新，然后跳转到list页面。

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(6).点击delete,删除student

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些许总结：

1. RedisTemplate的事务：

  1. private boolean enableTransactionSupport = false;
  2. private boolean exposeConnection = false;
  3. private boolean initialized = false;
  4. private boolean enableDefaultSerializer = true;
  5. private RedisSerializer<?> defaultSerializer = new JdkSerializationRedisSerializer();
  6. private RedisSerializer keySerializer = null;
  7. private RedisSerializer valueSerializer = null;
  8. private RedisSerializer hashKeySerializer = null;
  9. private RedisSerializer hashValueSerializer = null;
  10. private RedisSerializer<String> stringSerializer = new StringRedisSerializer();
  11. private ScriptExecutor<K> scriptExecutor;
  12. // cache singleton objects (where possible)
  13. private ValueOperations<K, V> valueOps;
  14. private ListOperations<K, V> listOps;
  15. private SetOperations<K, V> setOps;
  16. private ZSetOperations<K, V> zSetOps;

enableTransactionSupport：是否启用事务支持。我们在代码中搜索下用到这个变量的地方，会看到，在调用RedisCallback之前，有一行代码是如果启用事务支持，那么conn = RedisConnectionUtils.bindConnection(factory, enableTransactionSupport)，也就是说，系统自动帮我们拿到了事务中绑定的连接。可以在一个方法的多次对Redis增删该查中，始终使用同一个连接。但是，即使使用了同样的连接，没有进行connection.multi()和connection.exec()，依然是无法启用事务的。我没有仔细的查阅代码，但是可以知道的是，Spring已经对这个，给了我们一个更好的支持：@Transactional ， 在调用RedisTempalte中的execute()方法的地方，加入这个注解(是spring包下面提供的，不要引用成rt包下的注解)，能让这个方法中的所有execute，自动加入multi()以及异常的回滚或者是正常运行时候的提交！
 2. RedisTempalte的Serializer
用过jedis操作的都知道，所有connection的操作方法，都是传入字节数组。那么，将一个对象和字节相互转换，就需要通过序列化和反序列化。模版方法中，Spring提供了默认的StringSerializer和JdkSerializer，第一个很简单，就是通过String.getBytes()来实现的。而且在Redis中，所有存储的值都是字符串类型的。所以这种方法保存后，通过Redis-cli控制台，是可以清楚的查看到我们保存了什么key,value是什么。但是对于JdkSerializationRedisSerializer来说，这个序列化方法就是Jdk提供的了。首先要求我们要被序列化的类继承自Serializeable接口，然后通过，然后通过Jdk对象序列化的方法保存。（注：这个序列化保存的对象，即使是个String类型的，在redis控制台，也是看不出来的，因为它保存了一些对象的类型什么的额外信息）。
keySerializer:这个是对key的默认序列化器。默认值是StringSerializer。
valueSerializer:这个是对value的默认序列化器，默认值是取自DefaultSerializer的JdkSerializationRedisSerializer。
hashKeySerializer:对hash结构数据的hashkey序列化器，默认值是取自DefaultSerializer的JdkSerializationRedisSerializer。

hashValueSerializer：对hash结构数据的hashvalue序列化器，默认值是取自DefaultSerializer的JdkSerializationRedisSerializer。

更多详细源码参考来源：http://minglisoft.cn/technology 欢迎大家一起学习研究相关技术，源码获取请加求求（企鹅）: 2042849237

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