Spring Boot集成Redis实现数据缓存

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目录

  • [1.Spring Boot对Redis的支持](#1.Spring Boot对Redis的支持)
    • [1.1 Jedis与Lettuce的区别](#1.1 Jedis与Lettuce的区别)
    • [1.2 组件的依赖关系](#1.2 组件的依赖关系)
  • 2.RedisTemplate
    • [2.1 操作](#2.1 操作)
    • [2.2 BoundValueOperations](#2.2 BoundValueOperations)
    • [2.3 Spring Boot项目中实现Redis数据缓存](#2.3 Spring Boot项目中实现Redis数据缓存)
  • [3. Redis缓存的常用操作](#3. Redis缓存的常用操作)
    • [3.1 创建与读取缓存数据](#3.1 创建与读取缓存数据)
    • [3.2 删除缓存数据](#3.2 删除缓存数据)
    • [3.3 缓存超时失效](#3.3 缓存超时失效)

学习目标:

  • Spring Boot项目如何集成Redis
  • Redis实现缓存数据的创建、更新以及缓存失效操作
  • 介绍如何将Redis的相关操作封装成通用的工具类

1.Spring Boot对Redis的支持

Spring Boot提供了集成Redis的组件包spring-boot-starter-data-redis,能够非常方便地集成到项目中。spring-boot-starter-data-redis组件主要依赖spring-data-redis和lettuce库。Spring Boot 1.0默认使用的是Jedis客户端,Spring Boot 2.0版本之后改为Lettuce客户端。

1.1 Jedis与Lettuce的区别

虽然Lettuce与Jedis都是连接Redis的客户端程序,但是两者在实现上还是有些不同的:

  • Jedis在实现上直连Redis服务器,在多线程环境下是非线程安全的,除非使用连接池为每个Jedis实例增加物理连接。
  • Lettuce基于Netty的连接实例(StatefulRedisConnection)可以在多个线程间并发访问,并且是线程安全的,它支持多线程环境下的并发访问,同时也是可伸缩的设计,在一个连接实例不够的情况下可以按需增加连接实例。

因此,SpringBoot 2.0之后将之前的Jedis改成了Lettuce。

1.2 组件的依赖关系

Spring Boot提供的Redis组件spring-boot-starter-data-redis也是基于Spring Data封装的,它们之间的依赖关系如图所示。

如图所示,spring-boot-starter-data-redis和Spring Data Redis两者是包含与被包含的关系,或者说前者更好地封装了后者。

  • Lettuce:可伸缩的Redis客户端,基于Netty NIO框架来有效地管理多个连接。
  • Spring Data Redis:Spring Data项目中的模块,封装了多个Redis客户端,让开发者对Redis的操作更加高效便捷。
  • Spring Data:Spring框架中的重要组成部分,它极大地简化了构建基于Spring框架应用的数据操作,包括非关系数据库、Map-Reduce框架、云数据服务等,同时也支持关系数据库。
  • spring-boot-starter-data-redis:Spring Boot提供的Redis集成启动器(Starter),依赖于spring-data-redis和lettuce库。

2.RedisTemplate

Spring Boot提供的Redis组件spring-boot-starter-data-redis,其中重要的是RedisTemplate。与JdbcTemplate类似,RedisTemplate是Spring针对Redis封装的一个比较强大的模板,以方便使用。只要在所需的地方注入RedisTemplate即可,无须其他额外配置,开箱即用。

RedisTemplate有两个方法经常用到:

opsForXXX()

boundXXXOps()

XXX是value(值)的数据类型。opsForXXX获取到一个操作(Operation),但是没有指定操作的key(键),可以在一个连接(事务)内操作多个key以及对应的value;boundXXXOps获取到一个指定key的操作,在一个连接内只操作这个key对应的value。

2.1 操作

RedisTemplate针对Redis的String、List、Hash、Set、ZSet五种数据类型提供了下面五个基本类来操作对应的数据类型:

  • ValueOperations:针对String类型,实现简单的键-值操作。
  • SetOperations:针对Set类型的数据操作。
  • ZSetOperations:针对ZSet类型的数据操作。
  • HashOperations:针对Hash类型的数据操作。
  • ListOperations:针对List类型的数据操作。

它们的使用特别简单,在调用类中注入RedisTemplate,操作哪种类型的数据就调用其对应的Operations(操作)。调用示例如下:

java 复制代码
// 作string类型
redisTemplate.opsForValue().set("key","value");
// 作Hash类型
redisTemplate.opsForHash().put("hash","test","hello");
//  操作List
redisTemplate.opsForList().leftush("list","ysxq");
//  操作Set
redisTemplate.opsForSet().add("set","ysxq");
// 操作zSet
redisTemplate.opsForZSet().add("zset","ysxq");

通过上面的示例,如果要操作String类型的数据,则调用redisTemplate.opsForValue()方法获取ValueOperations实例,最后调用set()或get()方法即可。

当然,RedisTemplate也提供了DefaultValueOperations对象操作字符串类型数据,比如set()、get()、incr()等方法。调用这些方法可以方便地存储任意的Java类型,而无须进行数据的序列化和反序列化操作。

2.2 BoundValueOperations

RedisTemplate提供了API用于对key执行bound(绑定)便捷化操作,可以通过bound封装指定的key,然后执行一系列的操作,而无须显式地再次指定key,即BoundKeyOperations将事务操作封装,由容器控制。

  • BoundValueOperations是针对String类型的绑定操作。
  • BoundSetOperations是针对Set类型的绑定操作。
  • BoundListOperations是针对List类型的绑定操作。
  • BoundZSetOperations是针对ZSet类型的绑定操作。
  • BoundHashOperations是针对Hash类型的绑定操作

例如,我们在某个类或方法中需要反复操作某个特定的key中的数据,则可以先定义对应的BoundKeyOperations,然后使用此类重复操作key中的数据,无须再调用方法中指定的key。示例代码如下:

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String key = "ysxq";
// 获取Redis对value的操作对象,需要先设置key
BoundValueOperations boundTemplate = redisTemplate.boundValueOps(key);
boundTemplate.set("bound test");
// 获取vaLue
String value = boundTemplate.get();

通过上面的示例,首先定义key为"ysxq"的BoundValueOperations实例,然后在后续的操作中直接使用定义的boundTemplate实例,操作这个key对应的数据,无须在调用方法中指定key。

2.3 Spring Boot项目中实现Redis数据缓存

Spring Boot项目集成Redis非常简单,只需在项目中增加spring-boot-starter-data-redis的依赖。下面通过示例演示如何在Spring Boot项目中集成Redis。

步骤01 引入Redis依赖包。

在pom.xml中增加spring-boot-starter-data-redis的依赖:

Java 复制代码
<dependency>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

步骤02 修改配置文件。

在application.properties配置文件增加有关Redis的配置:

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# Redis 数据库(默认为0)
spring.redis.database=0
# Redis 服务器地址
spring.redis.host=127.0.0.1
# Redis 服务器连接端口
spring.redis.port=6379
#连接池最大连接数《使用负值表示没有限制),默认为8
spring.redis.jedis.pool.max-active=8
# 连接池最大阻塞等待时间(使用负值表示没有限制),默认为-1
spring.redis.jedis.pool.max-wait=-1
# 连接池中的最大空闲连接,默认为10
spring.redis.jedis.pool.max-idle=10
# 连接池中的最小空闲连接,默认为9
spring.redis.jedis.pool.min-idle=2
# 超时时间
spring.redis.timeout=6000

上面的示例配置中,最主要的就是Redis的连接配置,其他的属性都可以使用默认值。

步骤03 验证测试。

配置完成之后,Redis就集成到项目中了。接下来测试Redis是否配置成功。首先创建单元测试类,注入RedisTemplate,然后调用set()方法写入缓存数据来测试Redis是否集成成功。

bash 复制代码
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)

public class TestRedisTemplate {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    public void testString() {
        //调用set()方法创建缓存
        redisTemplate.opsForValue().set("hello:redis", "hello spring boot");
        System.out.println("hello:redis: "+redisTemplate.opsForValue().get("hello:redis"));
    }
}

在上面的例子中,我们使用redisTemplate的set方法缓存了字符串数据"hello spring boot",然后调用get()方法获取该缓存数据,从而验证数据是否缓存成功。

缓存数据的修改也特别简单,重新调用set()方法即可,Redis会判断key是否存在,若存在则更新缓存的数据。单击Run Test或在方法上右击,选择Run 'testString',运行单元测试方法,结果如图所示。

结果表明创建的单元测试运行成功,我们使用RedisTemplate成功创建并读取缓存数据。同时也说明Spring Boot项目成功集成Redis。

3. Redis缓存的常用操作

在实际项目中,对Redis缓存的常用操作是:创建与读取缓存数据、删除缓存数据、缓存超时等。下面通过示例演示Redis常用操作。

3.1 创建与读取缓存数据

对于常用的缓存数据的创建与读取操作,调用RedisTemplate中的set()、get()方法即可。下面通过示例演示人员信息的缓存创建与读取。

首先,创建User实体类,示例代码如下:

bash 复制代码
public class User implements Serializable {
    private String name;
    @JsonIgnore
    private String password;
    private Integer age;
    @JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd hh:mm:ss",locale = "zh", timezone = "GMT+8")
    private Date birthday;
    @JsonInclude(JsonInclude.Include.NON_NULL)
    private String desc;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getDesc() {
        return desc;
    }

    public void setDesc(String desc) {
        this.desc = desc;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", password='" + password + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", birthday=" + birthday +
                ", desc='" + desc + '\'' +
                '}';
    }

}

在上面的示例中,我们定义了一个普通的User实体类。需要注意的是,Redis缓存整个实体类对象就需要继承Serializable可序列化接口。

然后,创建TestRedisTemplate单元测试,添加读取、创建缓存的测试方法。示例代码如下:

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    @Test
    public void testobj() {
        User user=new User();
        user.setName("ysxq");
        user.setPassword("123456");
        user.setAge(30);
        ValueOperations<String, User> operations=redisTemplate.opsForValue();
        // 调用set()方法创建缓存
        operations.set("user:ysxq", user);
        // 调用get()方法获取数据
        User u=operations.get("user:ysxq");
        System.out.println("name: "+u.getName()+",u.age:"+u.getAge());
    }

在上面的例子中,调用redisTemplate类的set()方法存储用户对象数据,存储成功后通过get()方法获取该缓存数据。

最后,单击Run Test或在方法上右击,选择Run 'testString',运行单元测试方法,结果如图所示。

结果表明创建的单元测试运行成功,我们使用RedisTemplate成功创建并读取缓存数据。同时也说明Spring Boot项目成功集成Redis。

3.2 删除缓存数据

有时需要把过期或者没用的缓存数据删除,应该如何实现呢?RedisTemplate提供了delete()方法来删除过期的缓存key。下面我们来测试如何删除缓存,示例代码如下:

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    @Test
    public void testDelete() {
        ValueOperations<String, User> operations = redisTemplate.opsForValue();
        redisTemplate.opsForValue().set("ysxq:deletekey", "need delete");
        // 删除缓存
        redisTemplate.delete("deletekey");
        // 判断key 是否存在
        boolean exists = redisTemplate.hasKey("deletekey");
        if (exists) {
            System.out.println("exists is true");
        } else {
            System.out.println("exists is false");
        }
    }

在上面的示例中,首先创建缓存ysxq:deletekey,然后删除此key来判断数据是否存在。如图所示,输出结果表明缓存的key和对应的value字符串已经被成功删除。

3.3 缓存超时失效

Redis可以对存入数据设置缓存超时时间,超过缓存时间Redis就会自动删除该数据。这种特性非常适合有时效限制的数据缓存及删除的场景。下面创建一个User对象,将user数据存入Redis并设置10秒后缓存失效,然后判断数据是否存在并打印结果。

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    @Test
    public void testExpire() throws InterruptedException {
        User user=new User();
        user.setName("ysxq expire");
        user.setAge(30);
        ValueOperations<String,User> operations=redisTemplate.opsForValue();
        // 创建缓存并设置缓存失效时间
        operations.set("ysxq:expire",user,1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        Thread.sleep(500);
        // 10秒后判断缓存是否存在
        boolean exists=redisTemplate.hasKey("ysxq:expire");
        if(exists){
            System.out.println("exists is true");
        }else {
            System.out.println("exists is false");
        }
        Thread.sleep(1000);
        // 10秒后判断缓存是否存在
        exists=redisTemplate.hasKey("ysxq:expire");
        if(exists) {
            System.out.println("exists is true");
        }else {
            System.out.println("exists is false");
        }
    }

单击Run Test或在方法上右击,选择Run 'testExpire',运行单元测试方法,结果如图所示。

结果表明Redis缓存中已经不存在之前插入的数据,这说明该数据已经过期并被删除。在这种测试方法中可以使用hasKey方法判断key是否存在。

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