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Spring Boot + Redis 数据库

Steven2024年4月6日大约 6 分钟springbootredis

整合 Spring Boot/Redis 用来简单开发、测试。

客户端对比

客户端介绍
Jedis老牌的 Redis 的 Java 实现客户端，提供了比较全面的 Redis 命令支持。但客户端不是线程安全的，需要使用者处理。
redisson基于 Netty 框架的事件驱动的通信层，其方法调用是异步的。实现了可分布式和可扩展的 Java 数据结构，可通过 Redis 支持延迟队列。客户端线程安全，但和 Jedis 相比，功能较为简单：不支持字符串操作，不支持排序、事务、管道、分区等 Redis 特性。
lettuce基于 Netty 框架的事件驱动的通信层，其方法调用是异步的。支持集群，Sentinel，管道和编码器。客户端线程安全。
（在 Spring Boot 2 中，为默认的 redis 客户端）

SpringBoot + Jedis

代码： https://github.com/LawssssCat/blog/tree/master/code/demo-springboot-redis/demo-jedis

具体分为：添加依赖 + redis 配置信息 + JedisPool 工厂 + RedisService（包含序列化）

引入依赖

SpringBoot 内默认引入了 Jedis 版本，所以这里不需要写版本

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis -->
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>3.7.0</version>
</dependency>

SpringBoot + Spring Data Redis （Lettuce）

文档： https://docs.spring.io/spring-data/redis/reference/#redis:template

Spring Data Redis 中对 JedisApi 的高度封装 （SpringBoot 推荐使用这种）

  • 可以方便地更换 Redis 的 Java 客户端，如 jedis、Jredis、rjc、redission、lettuce、... （其中 lettuce 为默认的客户端）

  • 提供了 RedisTemplate 模板类：

    • 封装了 Redis 连接池管理的逻辑，业务代码无需关心获取和释放的连接逻辑

    • 执行各种 Redis 操作、异常转换和序列化支持提供高级抽象。

      常用的接口如：

      • valueOps
      • listOps
      • setOps
      • zSetOps
      • list

      序列方式有：

      • GenericToStringSerializer：序列化为 toString 字符串
      • Jackson2JsonRedisSerializer：序列化 Json 字符串
      • JdkSerializationRedisSerilizer：序列化为 Serializable 接口实现的二进制内容
      • StringRedisSerializer：简单的字符串序列化

  • 方便与其他 Spring 框架进行搭配使用如：

    • Repository 接口的自动实现 @EnableRedisRepositories
    • SpringCache
    • 发布订阅支持，用于消息驱动的 POJO 的 MessageListenerContainer

代码： https://github.com/LawssssCat/blog/tree/master/code/demo-springboot-redis/demo-springdataredis

依赖
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<!--redis依赖commons-pool，这个依赖一定要添加，否则会丢失资源-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

应用场景

分布式锁

todo

分布式缓存（Cache）实现

todo

注意

使用 Mybatis 二级缓存需要注意以下问题：

  • 联表查询的结果如果被缓存，可能不会因为单表的更新而被更新。
    • （有问题的）解决方法： 统一使用相同的缓存命名空间 <cache-ref namespace="org.example.dao.UserDAO" />

缓存架构：

  • redis 分布式缓存 （distribute cache）
  • mybatis 二级缓存 （local cache） （通过 org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache 实现）
  • sql 查询
<mapper namespace="org.example.dao.UserDAO">
  <!-- 开启mybatis二级缓存 -->
  <cache type="org.example.cache.RedisCache" />
  <select id="findAll" redisType="User" >
    select * from t_user
  </select>
</mapper>
public class RedisCache implements Cache {
  private static final String PREFIX = "MYBATIS:CACHE:"
  private String id;
  private RedisTemplate redisTemplate;
  public RedisCache(String id) {
    this.id = id;
    this.redisTemplate = (RedisTemplate) ApplicationContextUtils.getBean("redisTemplate");
  }
  @Override
  public String getId() {
    return this.id;
  }
  // 查到值，值放入缓存
  @Override
  public void putObject(Object key, Object value) {
    redisTemplate.opsForHash().put(PREFIX+id, toMD5(key.toString()), value);
  }
  // 查询缓存
  @Override
  public Object getObject(Object key) {
    return redisTemplate.opsForHash().get(PREFIX+id, toMD5(key.toString()));
  }
  @Override
  public Object removeObject(Object key) {
    return null; // UnsupportedException
  }
  @Override
  public void clear() {
    redisTemplate.delete(PREFIX+id); // 清空缓存
  }
  // 计算缓存数量
  @Override
  public int getSize() {
    return redisTemplate.opsForHash().size(PREFIX+id).intValue();
  }
  private String toMD5(String key) {
    return DigestUtils.md5DigestAsHex(key.getBytes());
  }
}

分布式会话（Session）实现

todo

排行榜实现

todo

缓存穿透、击穿、雪崩问题

  • 缓存穿透：查询的 key 不在数据库中，查询结果无法被缓存，每次都要查库。
  • 缓存击穿：某个 key 被非常频繁访问，当 key 失效时，有大量线程来构建缓存，导致负载增加，系统奔溃。
  • 缓存雪崩：大量的 key 同时过期或者 redis 服务器宕机

解决方法：

  • 缓存穿透：缓存空结果；通过布隆过滤器判断数据是否存在
  • 缓存击穿：（主动刷新缓存的方式）避免缓存失效，如在 value 中记录下次主动刷新的时间，击鼓传花，最后查询到的线程负责主动刷新
  • 缓存雪崩：不同业务设置不同缓存时间，使缓存过期时间尽量均匀分布；（通过锁/线程池队列）减少同时查询 sql 的连接数量
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