分布式缓存技术redis学习系列----深入理解Spring Redis的使用

关于spring redis框架的使用，网上的例子很多很多。但是在自己最近一段时间的使用中，发现这些教程都是入门教程，包括很多的使用方法，与spring redis丰富的api大相径庭，真是浪费了这么优秀的一个框架。

Spring-data-redis为spring-data模块中对redis的支持部分，简称为“SDR”，提供了基于jedis客户端API的高度封装以及与spring容器的整合，事实上jedis客户端已经足够简单和轻量级，而spring-data-redis反而具有“过度设计”的嫌疑。

jedis客户端在编程实施方面存在如下不足：

1) connection管理缺乏自动化，connection-pool的设计缺少必要的容器支持。

2) 数据操作需要关注“序列化”/“反序列化”，因为jedis的客户端API接受的数据类型为string和byte，对结构化数据(json,xml,pojo)操作需要额外的支持。

3) 事务操作纯粹为硬编码

4) pub/sub功能，缺乏必要的设计模式支持，对于开发者而言需要关注的太多。

1. Redis使用场景

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

我们都知道，在日常的应用中，数据库瓶颈是最容易出现的。数据量太大和频繁的查询，由于磁盘IO性能的局限性，导致项目的性能越来越低。

这时候，基于内存的缓存框架，就能解决我们很多问题。例如Memcache，Redis等。将一些频繁使用的数据放入缓存读取，大大降低了数据库的负担。提升了系统的性能。其实，对于hibernate以及Mybatis的二级缓存，是同样的道理。利用内存高速的读写速度，来解决硬盘的瓶颈。

2. 配置使用redis

项目的整体结构如下：

在applicationContext-dao.xml中配置如下:

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>   
2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"     
3.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"   
4.     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"       
5.     xmlns:mongo="http://www.springframework.org/schema/data/mongo"     
6.     xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"   
7.     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans      
8.             http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd     
9.             http://www.springframework.org/schema/data/mongo     
10.             http://www.springframework.org/schema/data/mongo/spring-mongo.xsd   
11.             http://www.springframework.org/schema/context     
12.         http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd   
13.         http://www.springframework.org/schema/aop   
14.         http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">     
15.    
16.     <context:property-placeholder location="classpath:database.properties" />   
17.            
18.     <bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">   
19.             <property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}" />   
20.             <property name="maxTotal" value="${redis.maxActive}" />   
21.             <property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWait}" />   
22.             <property name="testOnBorrow" value="${redis.testOnBorrow}" />   
23.         </bean>   
24.            
25.     <bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">   
26.          <property name="hostName" value="${redis.host}"/>   
27.          <property name="port" value="${redis.port}"/>   
28.          <property name="password" value="${redis.pass}"/>   
29.          <property name="poolConfig" ref="poolConfig"/>   
30.     </bean>   
31.             
32.         <bean id="stringSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>   
33.            
34.         <bean id="hashSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"/>   
35.        
36.     <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">   
37.             <property name="connectionFactory" ref="connectionFactory" />   
38.             <property name="keySerializer" ref="stringSerializer"/>   
39.             <property name="valueSerializer" ref="stringSerializer"/>   
40.             <property name="hashKeySerializer" ref="stringSerializer" />   
41.             <property name="hashValueSerializer" ref="hashSerializer"/>   
42.     </bean>   
43.    
44. </beans>   

database.properties配置文件如下：

1. redis.maxIdle=10   
2. redis.maxActive=20   
3. redis.maxWait=10000   
4. redis.testOnBorrow=true   
5. redis.host=192.168.1.76   
6. redis.port=6379   
7. redis.pass=password1   

spring-data-redis提供了多种serializer策略，这对使用jedis的开发者而言，实在是非常便捷。sdr提供了4种内置的serializer：

• JdkSerializationRedisSerializer：使用JDK的序列化手段(serializable接口，ObjectInputStrean，ObjectOutputStream)，数据以字节流存储，POJO对象的存取场景，使用JDK本身序列化机制，将pojo类通过ObjectInputStream/ObjectOutputStream进行序列化操作，最终redis-server中将存储字节序列，是目前最常用的序列化策略。
• StringRedisSerializer：字符串编码，数据以string存储，Key或者value为字符串的场景，根据指定的charset对数据的字节序列编码成string，是“new String(bytes, charset)”和“string.getBytes(charset)”的直接封装。是最轻量级和高效的策略。
• JacksonJsonRedisSerializer：json格式存储，jackson-json工具提供了javabean与json之间的转换能力，可以将pojo实例序列化成json格式存储在redis中，也可以将json格式的数据转换成pojo实例。因为jackson工具在序列化和反序列化时，需要明确指定Class类型，因此此策略封装起来稍微复杂。【需要jackson-mapper-asl工具支持】
• OxmSerializer：xml格式存储，提供了将javabean与xml之间的转换能力，目前可用的三方支持包括jaxb，apache-xmlbeans;redis存储的数据将是xml工具。不过使用此策略，编程将会有些难度，而且效率最低;不建议使用。【需要spring-oxm模块的支持】

其中JdkSerializationRedisSerializer和StringRedisSerializer是最基础的序列化策略，其中“JacksonJsonRedisSerializer”与“OxmSerializer”都是基于stirng存储，因此它们是较为“高级”的序列化(最终还是使用string解析以及构建java对象)。 针对“序列化和发序列化”中JdkSerializationRedisSerializer和StringRedisSerializer是最基础的策略，原则上，我们可以将数据存储为任何格式以便应用程序存取和解析(其中应用包括app，hadoop等其他工具)，不过在设计时仍然不推荐直接使用“JacksonJsonRedisSerializer”和“OxmSerializer”，因为无论是json还是xml，他们本身仍然是String。如果你的数据需要被第三方工具解析，那么数据应该使用StringRedisSerializer而不是JdkSerializationRedisSerializer。

RedisTemplate中需要声明4种serializer，默认为“JdkSerializationRedisSerializer”：

1) keySerializer ：对于普通K-V操作时，key采取的序列化策略

2) valueSerializer：value采取的序列化策略

3) hashKeySerializer： 在hash数据结构中，hash-key的序列化策略

4) hashValueSerializer：hash-value的序列化策略

无论如何，建议key/hashKey采用StringRedisSerializer。

spring-data-redis针对jedis提供了如下功能：

1. 连接池自动管理，提供了一个高度封装的“RedisTemplate”类

2. 针对jedis客户端中大量api进行了归类封装,将同一类型操作封装为operation接口

• ValueOperations：简单K-V操作
• SetOperations：set类型数据操作
• ZSetOperations：zset类型数据操作
• HashOperations：针对map类型的数据操作
• ListOperations：针对list类型的数据操作

3. 提供了对key的“bound”(绑定)便捷化操作API，可以通过bound封装指定的key，然后进行一系列的操作而无须“显式”的再次指定Key，即BoundKeyOperations：

• BoundValueOperations
• BoundSetOperations
• BoundListOperations
• BoundSetOperations
• BoundHashOperations

3. RedisTemplate的使用

这个类作为一个模版类，提供了很多快速使用redis的api，而不需要自己来维护连接，事务。最初的时候，我创建的BaseRedisDao是继承自这个类的。继承的好处是我的每个Dao中，都可以自由的控制序列化器，自由的控制自己是否需要事务，这个先不需要了解，跟着我目前的这种配置方法来即可。template提供了一系列的operation,比如valueOperation,HashOperation,ListOperation,SetOperation等，用来操作不同数据类型的Redis。并且，RedisTemplate还提供了对应的*OperationsEditor，用来通过RedisTemplate直接注入对应的Operation。

核心代码：

1. package com.npf.dao.impl;   
2.    
3. import java.util.ArrayList;   
4. import java.util.List;   
5. import java.util.Map;   
6. import java.util.Map.Entry;   
7.    
8. import javax.annotation.Resource;   
9.    
10. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;   
11. import org.springframework.data.redis.core.HashOperations;   
12. import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;   
13. import org.springframework.stereotype.Repository;   
14.    
15. import com.npf.dao.StudentDao;   
16. import com.npf.model.Student;   
17.    
18. @Repository   
19. public class StudentDaoImpl implements StudentDao{   
20.    
21.     @Autowired   
22.     private RedisTemplate<String,Student> redisTemplate;   
23.        
24.     @Resource(name="redisTemplate")   
25.     private HashOperations<String,String,Student> opsForHash;   
26.        
27.     public static final String STUDENT = "student";   
28.        
29.     @Override   
30.     public void save(Student student) {   
31.         opsForHash.put(STUDENT, student.getId(), student);   
32.     }   
33.    
34.     @Override   
35.     public Student find(String id) {   
36.         Student student = opsForHash.get(STUDENT, id);   
37.         return student;   
38.     }   
39.    
40.     @Override   
41.     public void delete(String id) {   
42.         opsForHash.delete(STUDENT, id);   
43.     }   
44.    
45.     @Override   
46.     public void update(Student student) {   
47.         opsForHash.put(STUDENT, student.getId(), student);   
48.     }   
49.    
50.     @Override   
51.     public List<Student> findAll() {   
52.         Map<String, Student> entries = opsForHash.entries(STUDENT);   
53.         List<Student> stuList = new ArrayList<Student>();   
54.         for(Entry<String, Student> entry : entries.entrySet()){   
55.             stuList.add(entry.getValue());   
56.         }   
57.         return stuList;   
58.     }   
59. }   

控制层代码如下：

1. package com.npf.controller;   
2.    
3. import java.util.List;   
4. import java.util.UUID;   
5.    
6. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;   
7. import org.springframework.stereotype.Controller;   
8. import org.springframework.ui.Model;   
9. import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;   
10. import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;   
11.    
12. import com.npf.model.Student;   
13. import com.npf.service.StudentService;   
14.    
15. @Controller   
16. public class StudentController {   
17.    
18.     @Autowired   
19.     private StudentService studentService;   
20.        
21.     @RequestMapping("/student/save")   
22.     public String saveStudent(Student student){   
23.         String id = UUID.randomUUID().toString();   
24.         System.out.println(id);   
25.         student.setId(id);   
26.         studentService.save(student);   
27.         return "redirect:/student/find/all";   
28.     }   
29.        
30.     @RequestMapping("/student/update")   
31.     public String updateStudent(Student student){   
32.         studentService.update(student);   
33.         return "redirect:/student/find/all";   
34.     }   
35.        
36.     @RequestMapping("/student/to/save/form")   
37.     public String toSaveStudentForm(){   
38.         return "save";   
39.     }   
40.        
41.     @RequestMapping("/student/delete")   
42.     public String deleteStudent(@RequestParam("id") String id){   
43.         studentService.delete(id);   
44.         return "redirect:/student/find/all";   
45.     }   
46.        
47.     @RequestMapping("/student/to/update/form")   
48.     public String toUpdateStudentForm(@RequestParam("id") String id,Model model){   
49.         Student stu = studentService.find(id);   
50.         model.addAttribute("stu", stu);   
51.         return "update";   
52.     }   
53.        
54.     @RequestMapping("/student/find/all")   
55.     public String findStudents(Model model){   
56.         List<Student> stuList = studentService.findAll();   
57.         model.addAttribute("stuList", stuList);   
58.         return "list";   
59.     }   
60. }   

本文作者：佚名

来源：51CTO