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DAILY QUOTE

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Jedis客户端

在Redis官网中提供了各种语言的客户端,地址:https://Redis.io/docs/clients/

其中Java客户端也包含很多

标记为♥的就是Redis官方推荐使用的java客户端,包括:

  • Jedis:以Redis命令作为方法名称,学习成本低,简单实用但是Jedis实例是线程不安全的,多线程环境下需要用连接池为每一个线程创建独立的Jedis连接。
  • lettuce:是基于Netty实现的,支持同步、异步和响应式编程方式,并且是线程安全的。支持Redis的哨兵模式、集群模式和管道模式。
  • Redisson:是在Redis基础上实现了分布式、可伸缩的Java数据结构集合,例如Map、Queue等,而且支持跨进程的同步机制:Lock、Semaphore等待,比较适合用来实现特殊的功能需求。(后续分布式锁章节来学习Redisson)

Jedis和Lettuce:这两个主要是提供了Redis命令对应的API,方便我们操作Redis,而SpringDataRedis又对这两种做了抽象和封装,因此我们后期会直接以SpringDataRedis来学习。

快速入门

1.引入依赖(官网上复制,有依赖对应的版本说明)

java
<!-- jedis -->
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>5.0.0</version>
</dependency>
<!-- 单元测试 -->
<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    <version>5.7.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

2.建立连接

新建一个单元测试类,内容如下:

java
private Jedis jedis;

/**
 * 执行setUp相关业务逻辑。
 *
 * 作用:
 * 1.建立连接;
 * 2.设置密码;
 * 3.选择仓库;
 *
 * @return无返回值
 */
@BeforeEach
void setUp() {
    // 建立连接
    jedis = new Jedis("192.168.8.100", 6379);
    // 设置密码
    jedis.auth("123321");
    // 选择仓库
    jedis.select(0);
}

3.测试

java
/**
 * 执行testString相关业务逻辑。
 *
 * 作用:
 * 1.存入数据;
 * 2.获取数据;
 *
 * @return无返回值
 */
@Test
void testString() {
    // 存入数据
    String result = jedis.set("name", "Aizen");
    System.out.println("result = " + result);
    // 获取数据
    String name = jedis.get("name");
    System.out.println("name = " + name);
}

/**
 * 执行testHash相关业务逻辑。
 *
 * 作用:
 * 1.插入hash数据;
 * 2.获取hash数据;
 *
 * @return无返回值
 */
@Test
void testHash() {
    // 插入hash数据
    jedis.hset("user:1", "name", "Jack");
    jedis.hset("user:1", "age", "21");
    // 获取hash数据
    Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");
    System.out.println(map);
}

4.释放资源

java
/**
 * 执行tearDown相关业务逻辑。
 *
 * 作用:
 * 1.关闭连接;
 *
 * @return无返回值
 */
@AfterEach
void tearDown() {
    // 关闭连接
    if (jedis != null) {
        jedis.close();
    }
}

Jedis连接池(已过时,跳过)

Jedis本身是线程不安全的,并且频繁的创建和销毁连接会有性能损耗,因此我们推荐大家使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式

有关池化思想,并不仅仅是这里会使用,很多地方都有,比如说我们的数据库连接池,比如我们tomcat中的线程池,这些都是池化思想的体现。

java
/**
 * Jedis连接池
 */
public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;

    static {
        // 配置连接池
        JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
        poolConfig.setMaxTotal(8); // 最大连接数
        poolConfig.setMaxIdle(8);   // 最大空闲连接数
        poolConfig.setMinIdle(0);   // 最小空闲连接,如果一直没有被访问,资源就会释放
        poolConfig.setMaxWait(Duration.ofMillis(1000)); // 等待时长,当连接池里没有连接可用,需要等待多长时间,默认为-1一直等
        // 创建连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "192.168.8.100", 6379, 1000, "123321");
    }

    /**
     * 从连接池获取Jedis连接。
     *
     * @return处理结果
     */
    public static Jedis getJedis() {
        return jedisPool.getResource();
    }
}
  • 改造原始代码
java
/**
 * 执行setUp相关业务逻辑。
 *
 * 作用:
 * 1.建立连接;
 * 2.jedis=newJedis("192.168.8.100",6379);
 * 3.设置密码;
 * 4.选择仓库;
 *
 * @return无返回值
 */
@BeforeEach
void setUp() {
    // 建立连接
    //jedis = new Jedis("192.168.8.100", 6379);
    jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();
    // 设置密码
    jedis.auth("123321");
    // 选择仓库
    jedis.select(0);
}

/**
 * 执行tearDown相关业务逻辑。
 *
 * 作用:
 * 1.关闭连接;
 * 2.Jedis底层的close方法;
 *
 * @return无返回值
 */
@AfterEach
void tearDown() {
    // 关闭连接
    if (jedis != null) {
        jedis.close();
    }
}

// Jedis底层的close方法
/**
 * 释放资源。
 *
 * @return无返回值
 */
@Override
public void close() {
    if (dataSource != null) {
        Pool<Jedis> pool = this.dataSource;
        this.dataSource = null;
        if (isBroken()) {
            pool.returnBrokenResource(this);
        } else {
            pool.returnResource(this);
        }
    } else {
      connection.close();
    }
}

代码说明:

  • 1) JedisConnectionFacotry:工厂设计模式,通过工厂来获得连接池中的Jedis对象,而不用直接去new对象,降低耦合。
  • 2)静态代码块:随着类的加载而加载,确保只能执行一次,我们在加载当前工厂类的时候,就可以执行static的操作完成对连接池的初始化。
  • 3)使用了连接池创建后,当关闭连接并不是释放资源,而是将Jedis资源归还给连接池。

SpringDataRedis

SpringData是Spring中数据操作的模块,包含对各种数据库的集成,其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis,官网地址:https://spring.io/projects/spring-data-Redis

  • 提供了对不同Redis客户端的整合(Lettuce和Jedis)
  • 提供了RedisTemplate统一API来操作Redis
  • 支持Redis的发布订阅模型
  • 支持Redis哨兵和Redis集群
  • 支持基于Lettuce的响应式编程
  • 支持基于JDK.JSON.字符串.Spring对象的数据序列化及反序列化
  • 支持基于Redis的JDKCollection实现

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类,其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中:`

快速入门

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持,使用非常简单。

  • 导入pom依赖
java
<dependencies>
  <!-- spring-data-redis -->
  <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
  </dependency>
  <!-- commons-pool2连接池 -->
  <dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
  </dependency>
  <!-- Jackson -->
  <dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <optional>true</optional>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <scope>test</scope>
  </dependency>
</dependencies>

<build>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      <configuration>
        <excludes>
          <exclude>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
          </exclude>
        </excludes>
      </configuration>
    </plugin>
  </plugins>
</build>
  • yaml配置文件
java
# spring-data-redis
spring:
  data:
    redis:
      host: 192.168.8.100
      port: 6379
      password: 123321
      lettuce:
        pool: # lettuce的pool必须手动配置才会生效
          max-active: 8 # 最大连接
          max-idle: 8 # 最大空闲连接
          min-idle: 0 # 最小空闲连接
          max-wait: 1000ms  # 连接等待时间
  • 注入RedisTemplate直接使用
java
@SpringBootTest
class SpringDataRedisTests {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;    // 注入RedisTemplate

    /**
     * 执行testString相关业务逻辑。
     *
     * @return无返回值
     */
    @Test
    void testString() {
        // 写入一条String数据
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
        // 获取String数据
        Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }
}

自定义序列

RedisTemplate可以接收任意Object作为值写入Redis:

只不过写入前会把Object序列化为字节形式,默认是采用JDK序列化JdkSerializationRedisSerializer),JDK序列化底层使用的是ObjectOutputStreamJava对象转为字节后写入Redis,得到的结果是这样的:

缺点:

  • 可读性差
  • 内存占用较大

我们可以创建一个RedisConfig配置类,自定义RedisTemplate的序列化方式。

java
@Configuration
public class RedisConfig {
    /**
     * 配置RedisTemplate序列化方式。
     *
     * 作用:
     * 1.创建RedisTemplate对象;
     * 2.设置连接工厂;
     * 3.创建JSON序列化工具;
     * 4.设置Value和HashValue的序列化方式为:json;
     *
     * @param connectionFactory connectionFactory参数
     * @return处理结果
     */
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        // 创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        // 设置连接工厂
        redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 创建JSON序列化工具
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 设置Key和HashKey的序列化:String
        redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // 设置Value和HashValue的序列化方式为:json
        redisTemplate.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        return redisTemplate;
    }
}

这里采用了JSON序列化来代替默认的JDK序列化方式。最终结果如图

整体可读性有了很大提升,并且能将Java对象自动的序列化为JSON字符串,并且查询时能自动把JSON反序列化为Java对象。不过,其中记录了序列化时对应的class全类名,目的是为了查询时实现自动反序列化。这会带来额外的内存开销

StringRedisTemplate

尽管JSON的序列化方式可以满足我们的需求,但依然存在一些问题,如图:

为了在反序列化时知道对象的类型,JSON序列化器会将类的class类型写入json结果中,存入Redis,会带来额外的内存开销。

为了减少内存的消耗,我们可以采用手动序列化的方式,换句话说,就是不借助默认的序列化器,而是我们自己来控制序列化的动作,同时,我们只采用String的序列化器,这样在存储value时,我们就不需要在内存中就不用多存储数据,从而节约我们的内存空间。

这种用法比较普遍,因此SpringDataRedis就提供了RedisTemplate的子类:StringRedisTemplate,它的key和value的序列化方式默认就是String方式。

省去了我们编写RedisConfig配置类自定义RedisTemplate的序列化方式的步骤,而是直接使用:

java
@SpringBootTest
class SpringRedisTemplateTests {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;    // 注入StringRedisTemplate

    /**
     * 执行testString相关业务逻辑。
     *
     * @return无返回值
     */
    @Test
    void testString() {
        // 写入一条String数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
        // 获取String数据
        Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }

    private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

    /**
     * 执行testSaveUser相关业务逻辑。
     *
     * 作用:
     * 1.创建对象;
     * 2.手动序列化;
     * 3.写入User对象(将Java对象序列化为json);
     * 4.获取数据(将json反序列化为Java对象);
     * 5.手动反序列化;
     *
     * @return无返回值
     */
    @Test
    void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
        // 创建对象
        User u = new User("虎哥", 21);
        // 手动序列化
        String json = mapper.writeValueAsString(u);
        // 写入User对象(将Java对象序列化为json)
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
        // 获取数据(将json反序列化为Java对象)
        String jsonUserStr = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
        // 手动反序列化
        User user = mapper.readValue(jsonUserStr, User.class);
        System.out.println("user = " + user);
    }
}

此时再看存储的数class数据已经不存在,节约了内存空间。

  • Hash结构的操作
java
/**
 * 执行testHash相关业务逻辑。
 *
 * @return无返回值
 */
@Test
void testHash() {
    stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:300", "name", "虎哥");
    stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:300", "age", "21");

    String name = (String) stringRedisTemplate.opsForHash().get("user:300", "name");
    System.out.println("name = " + name);

    Map<Object, Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:300");
    System.out.println("entries = " + entries);
}

总结:RedisTemplate的两种序列化实践方案 方案一: 自定义RedisTemplate 修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer 方案二: 使用StringRedisTemplate 写入Redis时,手动把对象序列化为JSON 读取Redis时,手动把读取到的JSON反序列化为对象