Java Redis使用场景实例分析

王林

发布时间：2023-05-09 13:07:17

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1.作为缓存

1.1 为何使用

数据存储在内存中，数据查询速度快。可以分摊数据库压力。

Java redis使用场景实例分析

1.2 什么样的数据适合放入缓存

查询频率比较高，修改频率比较低。

安全系数低的数据

1.3 使用redis作为缓存

1.3.1 未使用配置类

注意要将实体类实现序列化：

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@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@TableName(value = "tb_dept")
public class Dept implements Serializable {
    @TableId(value = "id",type = IdType.AUTO)
    private Integer id;
    private String name;
    private String realname;
}

对应依赖：

 <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--连接数据源-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>
        <!--mp的依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
            <version>3.4.2</version>
        </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>

controller层对应代码：

@RestController
@RequestMapping("order")
public class DeptController {
    @Resource
    private DeptService deptService;
    @GetMapping("getById/{id}")
    //order/getById/1
    //{}可以放多个，由下面的传参函数对应
    //@PathVariable:获取请求映射中{}的值
    public Dept getById(@PathVariable Integer id){
        return deptService.findById(id);
    }
    @GetMapping("deleteById/{id}")
    public String deleteById(@PathVariable Integer id){
        int i = deptService.deleteById(id);
        return i>0?"删除成功":"删除失败";
    }
    @GetMapping("insert")
    public Dept insert(Dept dept){
        Dept insert = deptService.insert(dept);
        return insert;
    }
    @GetMapping("update")
    public Dept update(Dept dept){
        Dept update = deptService.update(dept);
        return update;
    }
}

service层对应代码：

@Service
public class DeptService {
    @Resource
    private DeptMapper deptMapper;
    //当存储的value类型为对象类型使用redisTemplate
    //存储的value类型为字符串。StringRedisTemplate
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    //业务代码
    public Dept findById(Integer id){
        ValueOperations forValue = redisTemplate.opsForValue();
        //查询缓存
        Object o = forValue.get("dept::" + id);
        //缓存命中
        if(o!=null){
            return (Dept) o;
        }
        Dept dept = deptMapper.selectById(id);
        if(dept!=null){
            //存入缓存中
            forValue.set("dept::"+id,dept,24, TimeUnit.HOURS);
        }
        return dept;
    }
    public int deleteById(Integer id){
        redisTemplate.delete("dept::"+id);
        int i = deptMapper.deleteById(id);
        return i;
    }
    public Dept insert(Dept dept){
        int insert = deptMapper.insert(dept);
        return dept;
    }
    public Dept update(Dept dept){
        redisTemplate.delete("dept::"+dept.getId());
        int i = deptMapper.updateById(dept);
        return dept;
    }
}

配置源：

# 配置数据源spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driverspring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?serverTimezone=Asia/Shanghaispring.datasource.username=rootspring.datasource.password=root#sql日志mybatis-plus.configuration.log-impl=org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl#连接redisspring.redis.host=192.168.22*.1**spring.redis.port=6379

查看的缓存: 前部分代码相同@before通知，后部分代码也相同后置通知。我们可以AOP完成缓存代码和业务代码分离。

spring框架它应该也能想到。--使用注解即可完成。解析该注解。

1.3.2 使用配置类

（1）把缓存的配置类加入

    @Bean
    public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisSerializer<String> redisSerializer = new StringRedisSerializer();
        Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        //解决查询缓存转换异常的问题
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
        // 配置序列化（解决乱码的问题）,过期时间600秒
        RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .entryTtl(Duration.ofSeconds(600)) //缓存过期10分钟 ---- 业务需求。
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(redisSerializer))//设置key的序列化方式
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(jackson2JsonRedisSerializer)) //设置value的序列化
                .disableCachingNullValues();
        RedisCacheManager cacheManager = RedisCacheManager.builder(factory)
                .cacheDefaults(config)
                .build();
        return cacheManager;

(2) 使用开启缓存注解

Java redis使用场景实例分析

（3）使用注解

//业务代码
    //使用查询注解:cacheNames表示缓存的名称 key:唯一标志---dept::key
    //先从缓存中查看key为（cacheNames::key）是否存在，如果存在则不会执行方法体，如果不存在则执行方法体并把方法的返回值存入缓存中
    @Cacheable(cacheNames = {"dept"},key="#id")
    public Dept findById(Integer id){
        Dept dept = deptMapper.selectById(id);
        return dept;
    }
//先删除缓存在执行方法体。
    @CacheEvict(cacheNames = {"dept"},key = "#id")
    public int deleteById(Integer id){
        int row = deptMapper.deleteById(id);
        return row;
    }
    //这个注释可以确保方法被执行，同时方法的返回值也被记录到缓存中，实现缓存与数据库的同步更新。
    @CachePut(cacheNames = "dept",key="#dept.id")
    public Dept update(Dept dept){
        int insert = deptMapper.updateById(dept);
        return dept;
    }

2.分布式锁

使用压测工具测试高并发下带来线程安全问题

2.1 压测工具的使用

Java redis使用场景实例分析

内部配置：

Java redis使用场景实例分析

一点PPT

一句话生成专业PPT，AI自动排版配图

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Java redis使用场景实例分析

2.2 库存项目

2.2.1 controller层

@RestController
@RequestMapping("bucket")
public class BucketController {
    @Autowired
    private BucketService bucketService;
    @GetMapping("update/{productId}")
    public String  testUpdate(@PathVariable Integer productId){
        String s = bucketService.updateById(productId);
        return s;
    }
}

2.2.2 dao层

//此处写就不需要在启动类使用注解
@Mapper
public interface BucketMapper extends BaseMapper<Bucket> {
    public Integer updateBucketById(Integer productId);
}

2.2.3 entity层

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Bucket {
    @TableId(value = "productId",type = IdType.AUTO)
    private Integer productId;
    private Integer num;
}

2.2.4 service层

@Service
public class BucketService {
    @Resource
    private BucketMapper bucketMapper;
    public String updateById(Integer productId){
        //查看该商品的库存数量
        Bucket bucket = bucketMapper.selectById(productId);
        if(bucket.getNum()>0){
            //修改库存每次减1
            Integer integer = bucketMapper.updateBucketById(productId);
            System.out.println("扣减成功！剩余库存数："+(bucket.getNum()-1));
            return "success";
        }else {
            System.out.println("扣减失败！库存数不足");
            return "fail";
        }
    }
}

2.2.5 mapper

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.qy151wd.dao.BucketMapper">
    <update id="updateBucketById" parameterType="int">
        update bucket set num=num-1 where productId=#{productId}
    </update>
</mapper>

2.2.6 依赖

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--连接数据源-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>
        <!--mp的依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
            <version>3.4.2</version>
        </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>

2.2.7 测试结果

Java redis使用场景实例分析

我们看到同一个库存被使用了n次。以及数据库中库存为负数。线程安全问题导致。

2.3 解决方案

2.3.1 使用 synchronized 或者lock锁

对应的service层修改为

@Service
public class BucketService {
    @Resource
    private BucketMapper bucketMapper;
    public String updateById(Integer productId){
        //加自动锁
        synchronized (this){
            //查看该商品的库存数量
            Bucket bucket = bucketMapper.selectById(productId);
            if(bucket.getNum()>0){
                //修改库存每次减1
                Integer integer = bucketMapper.updateBucketById(productId);
                System.out.println("扣减成功！剩余库存数："+(bucket.getNum()-1));
                return "success";
            }else {
                System.out.println("扣减失败！库存数不足");
                return "fail";
            }
        }
    }
}

如果搭建了项目集群，那么该锁无效。

Java redis使用场景实例分析

2.3.2 使用redisTemplate

（1）使用idea开集群项目

Java redis使用场景实例分析

（2）使用nginx

Java redis使用场景实例分析

（3）测试结果

Java redis使用场景实例分析

发现又出现: 重复数字以及库存为负数。

（4）解决方法

Java redis使用场景实例分析

service对应代码修改

@Service
public class BucketService {
    @Resource
    private BucketMapper bucketMapper;
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    public String updateById(Integer productId){
        ValueOperations<String,String> forValue = redisTemplate.opsForValue();
        Boolean flag = forValue.setIfAbsent("aaa::" + productId, "-----------------");
        if(flag){
            try{
                //查看该商品的库存数量
                Bucket bucket = bucketMapper.selectById(productId);
                if(bucket.getNum()>0){
                    //修改库存每次减1
                    Integer integer = bucketMapper.updateBucketById(productId);
                    System.out.println("扣减成功！剩余库存数："+(bucket.getNum()-1));
                    return "success";
                }else {
                    System.out.println("扣减失败！库存数不足");
                    return "fail";
                }
            }finally {
                redisTemplate.delete("aaa::"+productId);
            }
        }
    return "服务器正忙，请稍后再试.......";
    }
}

注意此处的测压速度不易太快（推荐使用5秒100个线程）

经过测压测试后，结果为：

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