Redis缓存学习
优化现有架构
说明:通过缓存服务器可以有效的提升用户的访问的效率.
注意事项:
1.缓存的数据结构 应该选用 K-V结构 只要key唯一 那么结果必然相同…
2.缓存中的数据不可能一直存储,需要定期将内存数据进行优化 LRU算法…
3.缓存要求运行速度很快, C语言实现… 运行在内存中.
4.如果缓存运行的数据在内存中,如果断电/宕机,则内存数据直接丢失. 实现内存数据的持久化操作(磁盘).
Redis缓存服务器
Redis介绍
Redis 是一个开源(BSD许可)的,内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构,如 字符串(strings), 散列(hashes), 列表(lists), 集合(sets), 有序集合(sorted sets) 与范围查询, bitmaps, hyperloglogs 和 地理空间(geospatial) 索引半径查询。 Redis 内置了 复制(replication),LUA脚本(Lua scripting), LRU驱动事件(LRU eviction),事务(transactions) 和不同级别的 磁盘持久化(persistence), 并通过 Redis哨兵(Sentinel)和自动 分区(Cluster)提供高可用性(high availability)。
nginx: 3-5万/秒
redis: 读: 11.2万/秒 写: 8.6万/秒 平均10万/秒
吞吐量: 50万/秒
Redis安装
1).解压redis文件
修改redis.conf配置文件(通过辅助软件MobaXterm)
1.修改IP绑定
修改Redis的配置文件(通过命令模式)
命令1: 展现行号 :set nu
![Image \[1\].png](/img/bVcIDmr)
修改位置1: 注释IP绑定
![Image \[2\].png](/img/bVcIDmq)
修改位置2: 关闭保护模式
![Image \[3\].png](/img/bVcHYr7)
修改位置3: 开启后台启动
![Image \[4\].png](/img/bVcHYse)
Redis命令
1.启动redis redis-server redis.conf
需要用到配置信息的启动方式(redis—server启动表示遵守默认配置启动,则只能在本机使用不能外联)
3.进入redis客户端
redis-cli -p 6379
4.关闭redis
1).命令 redis-cli -p 6379 shutdown
如果是默认的6379端口号
2).kill命令 kill -9 pid号
SpringBoot整合Redis
导入jar包
redis.clients
jedis
org.springframework.data
spring-data-redis
入门案例
package com.jt;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.Transaction;
import redis.clients.jedis.params.SetParams;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class TestRedis {
/**
* 1.实现redis测试
* 报错检查:
* 1.检查redis.conf配置文件(1).ip绑定问题(2).保护模式问题(3).后台启动问题
* 2.启动redis启动方式 redis-server redis.conf
* 3.检查防火墙
*/
@Test
public void test01(){
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
jedis.set("2007", "redis入门案例");
System.out.println(jedis.get("2007"));
}
/**
* 判断是否有key数据,如果没有则新增数据,如果有则放弃新增
*/
@Test
public void test02(){
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
// if(!jedis.exists("2007")){ //判断数据是否存在
// jedis.set("2007", "测试案例");
// }
// System.out.println(jedis.get("2007"));
//setnx作用:如果有数据,则不做处理;
jedis.setnx("2007", "测试高级用法");
System.out.println(jedis.get("2007"));
}
/**
* 需求:
* 向redis中添加一个数据库.set-key-value,要求添加超时时间100秒
* 隐藏bug:
* (死锁操作的一种体现)代码执行过程中,如果报错,则可能删除失败
* 原子性:要么同时成功,要么同时失败
* 解决方法: 将入库操作和超时时间一起设定
*/
@Test
public void test03() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
//有隐患 bug
//jedis.set("2007", "测试时间");
//int a = 1/0;//假设一个异常
//隐藏含义:业务需要 到期删除数据
//jedis.expire("2007", 100);
//解决办法 新的API 同时赋值与设置时间
jedis.setex("2007", 100, "测试时间");
Thread.sleep(3000);
System.out.println(jedis.ttl("2007")+"秒");
}
/**
* 1.如果数据存在则不操作数据 setnx
* 2.同时设定超时时间,注意原子性 setex
* setParams参数说明:
* XX = "xx"; 只有key存在,则进行操作
* NX = "nx"; 没有key存在,则进行操作
* PX = "px"; 指定key生效时间,单位:毫秒
* EX = "ex"; 指定key生效时间,单位:秒
*/
@Test
public void test04() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
SetParams setParams = new SetParams();
setParams.nx().ex(100);
jedis.set("2007", "aaa",setParams);
}
@Test
public void testHash() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
jedis.hset("person", "id","18");
jedis.hset("person", "name","hash测试");
jedis.hset("person", "age","20");
jedis.hset("person", "sex","男");
Map map = jedis.hgetAll("person");
Set set = jedis.hkeys("person"); //获取所有的key
List list = jedis.hvals("person"); //获取所有的val
}
@Test
public void testList() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
jedis.lpush("list", "1,2,3,4,5");
System.out.println(jedis.rpop("list")); //1,2,3,4,5
jedis.lpush("list", "1","2","3","4","5");
System.out.println(jedis.rpop("list")); //1
jedis.flushDB();
}
@Test
public void testTx() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
//1.开启事务
Transaction transaction = jedis.multi();
try {
transaction.set("a", "a");
transaction.set("b", "b");
transaction.set("c", "c");
transaction.exec(); //提交事务
}catch (Exception e){
transaction.discard();
}
}
}
Redis 命令
在项目中编写测试类,连接redis
package com.jt;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.Transaction;
import redis.clients.jedis.params.SetParams;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class TestRedis {
/**
* 1.实现redis测试
* 报错检查:
* 1.检查redis.conf配置文件(1).ip绑定问题(2).保护模式问题(3).后台启动问题
* 2.启动redis启动方式 redis-server redis.conf
* 3.检查防火墙
*/
@Test
public void test01(){
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
jedis.set("2007", "redis入门案例");
System.out.println(jedis.get("2007"));
}
/**
* 判断是否有key数据,如果没有则新增数据,如果有则放弃新增
*/
@Test
public void test02(){
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
// if(!jedis.exists("2007")){ //判断数据是否存在
// jedis.set("2007", "测试案例");
// }
// System.out.println(jedis.get("2007"));
//setnx作用:如果有数据,则不做处理;
jedis.setnx("2007", "测试高级用法");
System.out.println(jedis.get("2007"));
}
/**
* 需求:
* 向redis中添加一个数据库.set-key-value,要求添加超时时间100秒
* 隐藏bug:
* (死锁操作的一种体现)代码执行过程中,如果报错,则可能删除失败
* 原子性:要么同时成功,要么同时失败
* 解决方法: 将入库操作和超时时间一起设定
*/
@Test
public void test03() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
//有隐患 bug
//jedis.set("2007", "测试时间");
//int a = 1/0;//假设一个异常
//隐藏含义:业务需要 到期删除数据
//jedis.expire("2007", 100);
//解决办法 新的API 同时赋值与设置时间
jedis.setex("2007", 100, "测试时间");
Thread.sleep(3000);
System.out.println(jedis.ttl("2007")+"秒");
}
/**
* 1.如果数据存在则不操作数据 setnx
* 2.同时设定超时时间,注意原子性 setex
* setParams参数说明:
* XX = "xx"; 只有key存在,则进行操作
* NX = "nx"; 没有key存在,则进行操作
* PX = "px"; 指定key生效时间,单位:毫秒
* EX = "ex"; 指定key生效时间,单位:秒
*/
@Test
public void test04() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
SetParams setParams = new SetParams();
setParams.nx().ex(100);
jedis.set("2007", "aaa",setParams);
}
@Test
public void testHash() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
jedis.hset("person", "id","18");
jedis.hset("person", "name","hash测试");
jedis.hset("person", "age","20");
jedis.hset("person", "sex","男");
Map map = jedis.hgetAll("person");
Set set = jedis.hkeys("person"); //获取所有的key
List list = jedis.hvals("person"); //获取所有的val
}
@Test
public void testList() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
jedis.lpush("list", "1,2,3,4,5");
System.out.println(jedis.rpop("list")); //1,2,3,4,5
jedis.lpush("list", "1","2","3","4","5");
System.out.println(jedis.rpop("list")); //1
jedis.flushDB();
}
@Test
public void testTx() throws InterruptedException {
Jedis jedis=new Jedis("192.168.126.129", 6379);
//1.开启事务
Transaction transaction = jedis.multi();
try {
transaction.set("a", "a");
transaction.set("b", "b");
transaction.set("c", "c");
transaction.exec(); //提交事务
}catch (Exception e){
transaction.discard();
}
}
}
SpringBoot整合Redis
编辑pro配置文件
由于redis的IP地址和端口都是动态变化的,所以通过配置文件标识数据. 由于redis是公共部分,所以写到common中.
编辑配置类
package com.jt.config;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;
import redis.clients.jedis.Jedis;
@Configuration //标识我是配置类
@PropertySource("classpath:/properties/redis.properties")
public class RedisConfig {
@Value("${redis.host}")
private String host;
@Value("${redis.port}")
private Integer port;
@Bean
public Jedis jedis(){
return new Jedis(host, port);
}
}
对象与JSON串转化
对象转化JSON入门案例
关键点:
(1) 初始化ObjectMapper对象
(2) 转换JSON调用writeValueAsString(对象)
(3) 转换成对象调用readValue(json串,对象类型)
package com.jt;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.jt.pojo.ItemDesc;
import com.jt.util.ObjectMapperUtil;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.util.Date;
public class TestObjectMapper {
private static final ObjectMapper MAPPER=new ObjectMapper();
/**
* 1.对象如何转化为JSON串的?
* 步骤:(1)获取对象的所有getXXX()方法
* (2)将获取的getXXX方法的前缀get去掉形成了json的key=xxx
* (3)通过getXXX方法的调用获取属性的值,形成了json的value的值
* (4)将获取到的数据,利用json格式进行拼接 {key:value,key2:value2...}
* 2.JSON串如何转化为对象的?
* 步骤:(1)根据class参数的类型,利用java的反射机制,实例化对象
* (2)解析JSON格式,区分key:value
* (3)进行方法的拼接setkey()名称
* (4)调用对象的setkey(value)
* (5)最终将所有的json串中的key转化为对象的属性
* @throws JsonProcessingException
*/
@Test
public void testToJson() throws JsonProcessingException {
ItemDesc itemDesc=new ItemDesc();
itemDesc.setItemId(100L)
.setItemDesc("测试数据的转化")
.setCreated(new Date())
.setUpdated(new Date());
//1.将对象转化为JSON
String json = MAPPER.writeValueAsString(itemDesc);
System.out.println(json);
//2.将JSON转换为对象 src:需要转化的JSON串 ,valueType:需要转化为什么对象格式
ItemDesc itemDesc2 = MAPPER.readValue(json, ItemDesc.class);
/**
* 字符串转化对象的原理
*/
System.out.println(itemDesc2);//itemDesc2.toString()默认调用的是子类的,所以没有新增时间和更新时间,我们用的lombok
}
}
编辑ObjectMapper工具API
难点:
不将异常抛给调用者,直接try/catch处理
转换成对象时,如果我们返回Object对象,对象需要强转,为了方便调用,可以根据传参中的对象类型来返回,用到泛型。
package com.jt.util;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
public class ObjectMapperUtil {
private static final ObjectMapper MAPPER=new ObjectMapper();
//将对象转化为JSON
public static String toJSON(Object target){
try {
return MAPPER.writeValueAsString(target);
} catch (JsonProcessingException e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException(e);
}
}
//将JSON转化为对象
public static T toObject(String json,Class targetClass){
try {
return MAPPER.readValue(json, targetClass);
} catch (JsonProcessingException e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
实现商品分类缓存实现
编辑ItemCatController
说明: 切换业务调用方法,执行缓存调用
/**
* 业务: 实现商品分类的查询
* url地址: /item/cat/list
* 参数: id: 默认应该0 否则就是用户的ID
* 返回值结果: List
*/
@RequestMapping("/list")
public List findItemCatList(Long id){
Long parentId=(id==null)?0:id;
//return itemCatService.findItemCatList(parentId)
return itemCatService.findItemCatCache(parentId);
}
编辑ItemCatService
public interface ItemCatService {
String findItemCatName(Long itemCatId);
List findItemCatList(Long parentId);
//redis缓存读取
List findItemCatCache(Long parentId);
}
编辑ItemCatServiceImpl
@Autowired(required = false) //在程序启动时,如果没有该对象,就暂时不加载
private Jedis jedis;
/**
* Redis:
* 两大要素: key:业务标识+ :: +变化的参数 ITEMCAT::0
* value:String 数据的JSON串
* 实现的步骤:
* 先查询redis缓存:
* 有:获取缓存数据之后转换为具体对象返回
* 没有:应该查询数据库,并将查询的结果转换为JSON之后保存到redis方便下次查询
*/
@Override
public List findItemCatCache(Long parentId) {
Long startTime =System.currentTimeMillis();
List treeList= new ArrayList<>();
String key = "ITEMCAT_PARENTID::"+parentId;
if (jedis.exists(key)){
//redis中有数据
String json = jedis.get(key);
//将json转换为对象
treeList = ObjectMapperUtil.toObject(json, treeList.getClass());
Long endTime =System.currentTimeMillis();
System.out.println("查询redis缓存的时间"+(endTime-startTime)+"毫秒");
}else {
//redis中没有数据,应该查询数据库
treeList = findItemCatList(parentId);
//将对象那个转化为JSON串
String json= ObjectMapperUtil.toJSON(treeList);
//将数据存储到redis缓存中
jedis.set(key, json);
Long endTime =System.currentTimeMillis();
System.out.println("查询数据库的时间"+(endTime-startTime)+"毫秒");
}
return treeList;
}
AOP实现Redis缓存
现有代码存在的问题
1.如果直接将缓存业务,写到业务层中,如果将来的缓存代码发生变化,则代码耦合高,必然重写编辑代码.
2.如果其他的业务也需要缓存,则代码的重复率高,开发效率低.
解决方案: 采用AOP方式实现缓存.
AOP
在软件业,AOP为Aspect Oriented Programming的缩写,意为:面向切面编程,通过预编译方式和运行期间动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容,是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率。
AOP实现步骤
公式: AOP(切面) = 通知方法(5种) + 切入点表达式(4种)
通知复习
1.before通知 在执行目标方法之前执行
2.afterReturning通知 在目标方法执行之后执行
3.afterThrowing通知 在目标方法执行之后报错时执行
4.after通知 无论什么时候程序执行完成都要执行的通知
上述的4大通知类型,不能控制目标方法是否执行.一般用来记录程序的执行的状态.
一般应用与监控的操作.
5.around通知(功能最为强大的) 在目标方法执行前后执行.
因为环绕通知可以控制目标方法是否执行.控制程序的执行的轨迹.
切入点表达式
1.bean(“bean的ID”) 粒度: 粗粒度 按bean匹配 当前bean中的方法都会执行通知.
2.within(“包名.类名”) 粒度: 粗粒度 可以匹配多个类
3.execution(“返回值类型 包名.类名.方法名(参数列表)”) 粒度: 细粒度 方法参数级别
4.@annotation(“包名.类名”) 粒度:细粒度 按照注解匹配
AOP入门案例
package com.jt.aop;
import com.jt.anno.CacheFind;
import com.jt.util.ObjectMapperUtil;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.Signature;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.ShardedJedis;
import java.util.Arrays;
@Aspect //标识我是一个切面
@Component //交给spring容器管理
public class CacheAOP {
//切面 = 切入点表达式 + 通知方法
//@Pointcut("bean(itemCatServiceImpl)")
//@Pointcut("within(com.jt.service.ItemCatServiceImpl)")
//@Pointcut("within(com.jt.service.*)") //(.*)一级包路径 (..*)所有子孙后代包
//@Pointcut("execution(返回值类型 包名.类名.方法名(参数列表))")
@Pointcut("execution(* com.jt.service..*.*(..))") //任意返回类型 在com.jt.service包下的所有子孙类 以add开头的所有任意参数类型的方法
public void pointCut(){
}
/**
* 需求:
* 1.获取当前目标方法的路径
* 2.获取目标方法的参数
* 3.获取目标方法的名称
*/
@Before("pointCut()")
public void before(JoinPoint joinPoint){
String classNamePath = joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName();
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
Object[] args = joinPoint.getArgs();
System.out.println("方法路径 = " + classNamePath);
System.out.println("方法名称 = " + methodName);
System.out.println("方法参数 = " + Arrays.toString(args));
}
@Around("pointCut()")
public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint){
try {
System.out.println("环绕通知开始");
Object obj= joinPoint.proceed();//如果有下一个通知,就执行下一个通知,如果没有就执行目标方法
System.out.println("环绕通知结束");
return obj;
} catch (Throwable throwable) {
throwable.printStackTrace();
throw new RuntimeException(throwable);
}
}
}
AOP实现Redis缓存
业务实现策略
1).需要自定义注解CacheFind
2).设定注解的参数 key的前缀,数据的超时时间.
3).在方法中标识注解.
4).利用AOP 拦截指定的注解.
5).应该使用Around通知实现缓存业务.
编辑自定义注解
package com.jt.anno;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Target(ElementType.METHOD) //注解对方法有效
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //运行时有效
public @interface CacheFind {
public String preKey(); //定义key的前缀
public int seconds() default 0; //定义数据的超时时间
}
实现类的方法中标识注解
@CacheFind(preKey="ITEMCAT_PARENTID",seconds=0)//设置key前缀和存活时间
@Override
public List findItemCatList(Long parentId) {
编辑CacheAOP
难点1:
原本通过@annotion(注解的全路径)这种办法想要获取注解的参数preKey()需要特别繁琐的绿色被注释掉的的六步
现在改变@annotion(注解对象),加载该切面类时,会自动匹配注解对象的类型,从参数列表中获取,拦截该类型的注解对象后作为参数传递给该方法,之后可以直接获取该注解对象的参数perKey(),就可以省去复杂的过程
难点2:
在json转对象时需要获取拦截的方法上的返回值类型,通过查找Signature接口。发现他有一个实现类为MethodSignature中有getReturnType()方法,此时我们需要将Signature强转向下转型,才能调用该方法
package com.jt.aop;
import com.jt.anno.CacheFind;
import com.jt.util.ObjectMapperUtil;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.Signature;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.ShardedJedis;
import java.util.Arrays;
@Aspect //标识我是一个切面
@Component //交给spring容器管理
public class CacheAOP {
@Autowired
private ShardedJedis jedis;//切换成分片redis
//private Jedis jedis;
/**
* 需求:
* 1.准备key= 注解的前缀+用户参数
* 2.从redis中获取数据
* 有:从缓存中获取数据之后,直接返回值
* 没有:查询数据库之后再次保存到缓存中即可
* 方法:
* 动态获取注解的类型,看上去是注解的名称,但是实质是注解的类型,只要切入点的满足条件
* 则会传递注解对象类型。
* @param joinPoint 该参数必须位于参数列表的第一位,否则会报参数异常
* @return
* @throws Throwable
*/
@Around("@annotation(cacheFind)")
public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint,CacheFind cacheFind) throws Throwable {
Object result = null; //定义返回值对象
String preKey = cacheFind.preKey();
String key =preKey+"::"+Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
//1.校验redis中是否有数据
if(jedis.exists(key)){
//1.如果数据存在,需要从redis中获取json数据,之后直接返回
String json =jedis.get(key);
//获取方法对象 获取返回值类型
MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
Class returnType = methodSignature.getReturnType();
//json转对象
result = ObjectMapperUtil.toObject(json, returnType);
System.out.println("读缓存");
}else{
//代表没有数据,需要查询数据库
result = joinPoint.proceed();
//将数据转换为JSON
String json = ObjectMapperUtil.toJSON(result);
//判断是否设置超时时间
if(cacheFind.seconds()>0){
jedis.setex(key, cacheFind.seconds(), json);
}else {
jedis.set(key,json);
}
System.out.println("读库");
}
return result;
}
/* @Around("@annotation(com.jt.anno.CacheFind)")
public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
//1.获取目标对象的class类型
Class> targetClass = joinPoint.getTarget().getClass();
//2.获取目标方法名称
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
//3.获取参数类型
Object[] args = joinPoint.getArgs();
Class[] argsClass= null;
//4.对象那个转化为class类型
if (args.length>0){
argsClass= new Class[args.length];
for(int i = 0 ; i