SpringBoot redis分散式快取實現過程解析
阿新 • • 發佈：2020-01-07
前言
應用系統需要通過Cache來快取不經常改變得資料來提高系統性能和增加系統吞吐量，避免直接訪問資料庫等低速儲存系統。快取的資料通常存放在訪問速度更快的記憶體裡或者是低延遲存取的儲存器，伺服器上。應用系統快取，通常有如下作用：快取web系統的輸出，如偽靜態頁面。快取系統的不經常改變的業務資料，如使用者許可權，字典資料.配置資訊等
大家都知道springBoot專案都是微服務部署，A服務和B服務分開部署，那麼它們如何更新或者獲取共有模組的快取資料，或者給A服務做分散式叢集負載，如何確保A服務的所有叢集都能同步公共模組的快取資料，這些都涉及到分散式系統快取的實現。（ehcache可以通過Terracotta元件一個快取叢集，這個暫時不講）
但是ehcache的設計並不適合做分散式快取，所以今天用redis來實現分散式快取。
架構圖：
一二級快取伺服器
使用Redis快取，通過網路訪問還是不如從記憶體中獲取效能好，所以通常稱之為二級快取，從記憶體中取得的快取資料稱之為一級快取。當應用系統需要查詢快取的時候，先從一級快取裡查詢，如果有，則返回，如果沒有查詢到，則再查詢二級快取，架構圖如下
Spring Boot 2 自帶了前面倆種快取的實現方式，本文將簡單實現第三種，高速一二級快取實現
Redis分散式快取
引入redis的starter
配置Redis
在application.yml中配置redis資訊
spring: redis: database: 0 host: 192.168.0.146 port: 6379 timeout: 5000
其他相關配置
# Redis資料庫索引（預設為0） spring.redis.database=0 # Redis伺服器地址 spring.redis.host=127.0.0.1 # Redis伺服器連線埠 spring.redis.port=6379 # Redis伺服器連線密碼（預設為空） spring.redis.password= # 連線池最大連線數（使用負值表示沒有限制） spring.redis.pool.max-active=8 # 連線池最大阻塞等待時間（使用負值表示沒有限制） spring.redis.pool.max-wait=-1 # 連線池中的最大空閒連線 spring.redis.pool.max-idle=8 # 連線池中的最小空閒連線 spring.redis.pool.min-idle=0 # 連線超時時間（毫秒） spring.redis.timeout=0
配置Redis快取序列化機制
有的時候需要將物件存進redis（例如一個JavaBean物件），但是如果物件不是可Serializable的，因此需要讓JavaBean物件實現Serializable介面
public class UserPO implements Serializable {
如果只是讓JavaBean實現Serializable介面也是可以儲存的，但是並不好看，那麼能不能將JavaBean弄成Json的樣式放進redis呢。直接的方式就是自己轉換，但是未免有點麻煩，那就只能修改RedisTemplate的序列化機制了，在配置類中配置上序列化的方法即可
@Bean
public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
RedisTemplate<String,Object> template = new RedisTemplate();
template.setConnectionFactory(factory);
Jackson2JsonRedisSerializer jacksonSeial = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
ObjectMapper om = new ObjectMapper();
om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL,JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
jacksonSeial.setObjectMapper(om);
// 值採用json序列化
template.setValueSerializer(jacksonSeial);
//使用StringRedisSerializer來序列化和反序列化redis的key值
template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
template.setHashValueSerializer(jacksonSeial);
template.afterPropertiesSet();
return template;
}
自定義CacheManager
/**
* 選擇Redis作為預設快取工具
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig();
return RedisCacheManager
.builder(RedisCacheWriter.nonLockingRedisCacheWriter(redisConnectionFactory))
.cacheDefaults(redisCacheConfiguration).build();
}
RedisConfig完整程式碼
import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.CachingConfigurerSupport;
import org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheWriter;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.UnknownHostException;
@Configuration
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport {
/**
* 選擇Redis作為預設快取工具
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig();
return RedisCacheManager
.builder(RedisCacheWriter.nonLockingRedisCacheWriter(redisConnectionFactory))
.cacheDefaults(redisCacheConfiguration).build();
}
/**
* retemplate相關配置(序列化機制物件)
* @param factory
* @return
*/
@Bean
public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
RedisTemplate<String,Object> template = new RedisTemplate();
// 配置連線工廠
template.setConnectionFactory(factory);
//使用Jackson2JsonRedisSerializer來序列化和反序列化redis的value值（預設使用JDK的序列化方式）
Jackson2JsonRedisSerializer jacksonSeial = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
ObjectMapper om = new ObjectMapper();
// 指定要序列化的域，field,get和set,以及修飾符範圍，ANY是都有包括private和public
om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL,JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
// 指定序列化輸入的型別，類必須是非final修飾的，final修飾的類，比如String,Integer等會跑出異常
om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
jacksonSeial.setObjectMapper(om);
// 值採用json序列化
template.setValueSerializer(jacksonSeial);
//使用StringRedisSerializer來序列化和反序列化redis的key值
template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
// 設定hash key 和value序列化模式
template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
template.setHashValueSerializer(jacksonSeial);
template.afterPropertiesSet();
return template;
}
/**
* 自定義key的生成策略
* @return
*/
@Bean
public KeyGenerator myKeyGenerator(){
return new KeyGenerator() {
@Override
public Object generate(Object target,Method method,Object... params) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(target.getClass().getName());
sb.append(method.getName());
for (Object obj : params) {
sb.append(obj.toString());
}
return sb.toString();
}
};
}
}
使用Redi快取註解
service：
@CachePut(value = "user",key = "'user_'+#result.id")
public UserPO save(UserPO po) {
userJpaMapper.save(po);
return po;
}
@CachePut(value = "user",key = "'user_'+#result.id")
public UserPO update(UserPO po) {
System.out.println("資料庫更新");
userMapper.update(po);
return po;
}
@Cacheable(value = "user",key = "'user_'+#id")
public UserPO getUser(Integer id){
System.out.println("訪問資料庫："+id);
return userJpaMapper.getOne(id);
}
@CacheEvict(value = "user",key = "'user_'+#id")
public void delete(Integer id) {
userJpaMapper.deleteById(id);
}
測試類：
@Test
void contextLoads() {
Integer id = 2;
UserPO user1 = userService.getUser(id);
System.out.println("第一次查詢："+user1.getUserName());
UserPO user2 = userService.getUser(id);
System.out.println("第二次查詢："+user2.getUserName());
}
測試結果：第一次查詢的時候訪問了資料庫，第二次查詢的時候並沒有訪問資料庫
通過redis-cli 可以檢視到資料已經儲存到了redis上面
測試類：
@Test
void updataUser() {
Integer id = 4;
UserPO user1 = userService.getUser(id);
System.out.println("第一次查詢："+user1.getUserName()+",年齡："+user1.getAge());
user1.setAge(60);
userService.update(user1);
UserPO user2 = userService.getUser(id);
System.out.println("第二次查詢："+user2.getUserName()+",年齡："+user2.getAge());
}
測試結果：
Redis工具類（redisUtil.java）
1.在RedisConfig中定義redisTemplate操作物件
/**
* 對hash型別的資料操作
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public HashOperations<String,String,Object> hashOperations(RedisTemplate<String,Object> redisTemplate) {
return redisTemplate.opsForHash();
}
/**
* 對redis字串型別資料操作
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public ValueOperations<String,Object> valueOperations(RedisTemplate<String,Object> redisTemplate) {
return redisTemplate.opsForValue();
}
/**
* 對連結串列型別的資料操作
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public ListOperations<String,Object> listOperations(RedisTemplate<String,Object> redisTemplate) {
return redisTemplate.opsForList();
}
/**
* 對無序集合型別的資料操作
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public SetOperations<String,Object> setOperations(RedisTemplate<String,Object> redisTemplate) {
return redisTemplate.opsForSet();
}
/**
* 對有序集合型別的資料操作
* @param redisTemplate
* @return
*/
@Bean
public ZSetOperations<String,Object> zSetOperations(RedisTemplate<String,Object> redisTemplate) {
return redisTemplate.opsForZSet();
}
2.在redisUtil工具類中使用這些物件，並構建其操作方法
package com.meng.demo.utils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.*;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.CollectionUtils;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* redis工具類
*/
@Component
public class RedisUtil {
@Autowired
private RedisTemplate<String,Object> redisTemplate;
@Autowired
private ValueOperations<String,Object> valueOperations;
@Autowired
private HashOperations<String,Object> hashOperations;
@Autowired
private ListOperations<String,Object> listOperations;
@Autowired
private SetOperations<String,Object> setOperations;
@Autowired
private ZSetOperations<String,Object> zSetOperations;
/**=============================共同操作============================*/
/**
* 指定快取失效時間
* @param key 鍵
* @param time 時間(秒)
* @return
*/
public boolean expire(String key,long time){
try {
if(time>0){
redisTemplate.expire(key,time,TimeUnit.SECONDS);
}
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 根據key 獲取過期時間
* @param key 鍵不能為null
* @return 時間(秒) 返回0代表為永久有效
*/
public long getExpire(String key){
return redisTemplate.getExpire(key,TimeUnit.SECONDS);
}
/**
* 判斷key是否存在
* @param key 鍵
* @return true-存在、false-不存在
*/
public boolean hasKey(String key){
try {
return redisTemplate.hasKey(key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 刪除快取
* @param key 可以傳一個值或多個
*/
public void del(String ... key){
if(key!=null&&key.length>0){
if(key.length==1){
redisTemplate.delete(key[0]);
}else{
redisTemplate.delete(CollectionUtils.arrayToList(key));
}
}
}
/**============================ValueOperations操作=============================*/
/**
* 普通快取放入
* @param key 鍵
* @param value 值
* @return true-成功、 false-失敗
*/
public boolean set(String key,Object value) {
try {
valueOperations.set(key,value);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 普通快取放入並設定時間
* @param key 鍵
* @param value 值
* @param expireTime 時間(秒) expireTime要大於0 如果expireTime小於等於0 將設定無限期
* @return true成功 false失敗
*/
public boolean set(String key,Object value,long expireTime){
try {
if(expireTime > 0){
valueOperations.set(key,value,expireTime,TimeUnit.SECONDS);
}else{
set(key,value);
}
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 普通快取獲取
* @param key 鍵
* @return 值
*/
public Object get(String key){
return key==null ? null:valueOperations.get(key);
}
/**
* 遞增
* @param key 鍵
* @return
*/
public long incr(String key,long delta){
if(delta<0){
throw new RuntimeException("遞增因子必須大於0");
}
return valueOperations.increment(key,delta);
}
/**
* 遞減
* @param key
* @param delta 要減少幾(小於0)
* @return
*/
public long decr(String key,long delta){
if(delta<0){
throw new RuntimeException("遞減因子必須大於0");
}
return valueOperations.increment(key,-delta);
}
/**================================HashOperations操作=================================*/
/**
* HashGet
* @param key 鍵 不能為null
* @param item 項 不能為null
* @return 值
*/
public Object hget(String key,String item){
return hashOperations.get(key,item);
}
/**
* 獲取hashKey對應的所有鍵值
* @param key 鍵
* @return 對應的多個鍵值
*/
public Map<String,Object> hmget(String key){
return hashOperations.entries(key);
}
/**
* HashSet
* @param key 鍵
* @param map 對應多個鍵值
* @return true 成功 false 失敗
*/
public boolean hmset(String key,Map<String,Object> map){
try {
hashOperations.putAll(key,map);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* HashSet 並設定時間
* @param key 鍵
* @param map 對應多個鍵值
* @param time 時間(秒)
* @return true成功 false失敗
*/
public boolean hmset(String key,Object> map,long time){
try {
hashOperations.putAll(key,map);
if(time>0){
expire(key,time);
}
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 向一張hash表中放入資料,如果不存在將建立
* @param key 鍵
* @param item 項
* @param value 值
* @return true 成功 false失敗
*/
public boolean hset(String key,String item,Object value) {
try {
hashOperations.put(key,item,value);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 向一張hash表中放入資料,如果不存在將建立
* @param key 鍵
* @param item 項
* @param value 值
* @param time 時間(秒) 注意:如果已存在的hash表有時間,這裡將會替換原有的時間
* @return true 成功 false失敗
*/
public boolean hset(String key,long time) {
try {
hashOperations.put(key,value);
if(time>0){
expire(key,time);
}
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 刪除hash表中的值
* @param key 鍵 不能為null
* @param item 項 可以使多個 不能為null
*/
public void hdel(String key,Object... item){
hashOperations.delete(key,item);
}
/**
* 判斷hash表中是否有該項的值
* @param key 鍵 不能為null
* @param item 項 不能為null
* @return true 存在 false不存在
*/
public boolean hHasKey(String key,String item){
return hashOperations.hasKey(key,item);
}
/**
* hash遞增 如果不存在,就會建立一個 並把新增後的值返回
* @param key 鍵
* @param item 項
* @param by 要增加幾(大於0)
* @return
*/
public double hincr(String key,double by){
return hashOperations.increment(key,by);
}
/**
* hash遞減
* @param key 鍵
* @param item 項
* @param by 要減少記(小於0)
* @return
*/
public double hdecr(String key,-by);
}
/**============================set=============================
/**
* 根據key獲取Set中的所有值
* @param key 鍵
* @return
*/
public Set<Object> sGet(String key){
try {
return setOperations.members(key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
/**
* 根據value從一個set中查詢,是否存在
* @param key 鍵
* @param value 值
* @return true 存在 false不存在
*/
public boolean sHasKey(String key,Object value){
try {
return setOperations.isMember(key,value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 將資料放入set快取
* @param key 鍵
* @param values 值 可以是多個
* @return 成功個數
*/
public long sSet(String key,Object...values) {
try {
return setOperations.add(key,values);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
/**
* 將set資料放入快取
* @param key 鍵
* @param time 時間(秒)
* @param values 值 可以是多個
* @return 成功個數
*/
public long sSetAndTime(String key,long time,Object...values) {
try {
Long count = setOperations.add(key,values);
if(time>0){
expire(key,time);
}
return count;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
/**
* 獲取set快取的長度
* @param key 鍵
* @return
*/
public long sGetSetSize(String key){
try {
return setOperations.size(key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
/**
* 移除值為value的
* @param key 鍵
* @param values 值 可以是多個
* @return 移除的個數
*/
public long setRemove(String key,Object ...values) {
try {
Long count = setOperations.remove(key,values);
return count;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
/**===============================ListOperations=================================
/**
* 獲取list快取的內容
* @param key 鍵
* @param start 開始
* @param end 結束 0 到 -1代表所有值
* @return
*/
public List<Object> lGet(String key,long start,long end){
try {
return listOperations.range(key,start,end);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
/**
* 獲取list快取的所有內容
* @param key
* @return
*/
public List<Object> lGetAll(String key){
return lGet(key,-1);
}
/**
* 獲取list快取的長度
* @param key 鍵
* @return
*/
public long lGetListSize(String key){
try {
return listOperations.size(key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
/**
* 通過索引 獲取list中的值
* @param key 鍵
* @param index 索引 index>=0時， 0 表頭，1 第二個元素，依次類推；index<0時，-1，表尾，-2倒數第二個元素，依次類推
* @return
*/
public Object lGetIndex(String key,long index){
try {
return listOperations.index(key,index);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
/**
* 將list放入快取
* @param key 鍵
* @param value 值
* @return
*/
public boolean lSet(String key,Object value) {
try {
listOperations.rightPush(key,value);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 將list放入快取
* @param key 鍵
* @param value 值
* @param time 時間(秒)
* @return
*/
public boolean lSet(String key,long time) {
try {
listOperations.rightPush(key,value);
if (time > 0){
expire(key,time);
}
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 將list放入快取
* @param key 鍵
* @param value 值
* @return
*/
public boolean lSet(String key,List<Object> value) {
try {
listOperations.rightPushAll(key,value);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 將list放入快取
* @param key 鍵
* @param value 值
* @param time 時間(秒)
* @return
*/
public boolean lSet(String key,List<Object> value,long time) {
try {
listOperations.rightPushAll(key,value);
if (time > 0) {
expire(key,time);
}
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 根據索引修改list中的某條資料
* @param key 鍵
* @param index 索引
* @param value 值
* @return
*/
public boolean lUpdateIndex(String key,long index,Object value) {
try {
listOperations.set(key,index,value);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 移除N個值為value
* @param key 鍵
* @param count 移除多少個
* @param value 值
* @return 移除的個數
*/
public long lRemove(String key,long count,Object value) {
try {
Long remove = listOperations.remove(key,count,value);
return remove;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
}
3.測試
@Test
void test01(){
redisUtil.set("meng","yang");
Object key = redisUtil.get("meng");
System.out.println(key);
}
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。