Redis分布式缓存（五）

1 SpringBoot整合Redis

1 导入依赖

创建SpringBoot项目时不要乱选默认开发工具，有一个坑

<!--若创建时已选择，则不用导入-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2 编写配置文件

# 配置redis
# Redis服务器地址
spring.redis.host=192.168.0.108
# Redis服务器连接端口
spring.redis.port=6379
# 使用数据库的索引编号，一个示例有16个数据库 0 到 15
spring.redis.database=0 
# Redis服务器连接密码（默认为空）
spring.redis.password=

3 定制RedisTemplate的模板

com/yu/config/RedisConfig

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        // 将template 泛型设置为 <String, Object>
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate();
        // 连接工厂，不必修改
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        /*
         * 序列化设置
         */
        // key、hash的key 采用 String序列化方式
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        ///////////////////
        // value、hash的value 采用 Jackson 序列化方式
        template.setValueSerializer(RedisSerializer.json());
        template.setHashValueSerializer(RedisSerializer.json());
        template.afterPropertiesSet();

        return template;
    }
}

4 使用测试

只要实体类进行了序列化，我们存什么都不会有乱码的担忧了。

//开发中都是序列化
public class User implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
}

@Autowired
@Qualifier("redisTemplate")
//确保使用的是自己定义的RedisTemplate
private RedisTemplate redisTemplate; 

@Test
void contextLoads() {
    User user = new User("小明", 12); //pojo

    redisTemplate.opsForValue().set("key1",user);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("key1"));
}

2 分布式缓存

缓存

缓存：读多写少，多用于查询
本地缓存：存在应用服务器内存中的数据
分布式缓存：存在在当前应用服务器内存之外的数据
集群：将同一种服务的多个节点放在一起，共同对系统提供服务的过程
分布式系统：有多个不同的服务集群，共同对系统提供服务

利用mybatis自身本地缓存结合redis实现分布式缓存

mybatis中的应用级缓存（二级缓存）：SQLSessionFactory级别缓存
开启方式：mapper.xml中

mybatis是里面有个便签，可以实现分布式缓存，只要把里面的实现替换成redis的实现，就可以实现分布式缓存。注意，增删改都会清除缓存。

3 基本框架（mybatis二级缓存）

1 依赖pom

<!--引入依赖 spring data redis依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<!--mybatis-->
<dependency>
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.1.3</version>
</dependency>
<!--mysql-->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>5.1.38</version>
</dependency>
<!--druid-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>druid</artifactId>
    <version>1.1.19</version>
</dependency>

2 配置文件application.properties

server.port=8080

#redis 单节点(这个是单节点的配置，即主从复制或者没有主从配置)
spring.redis.host=192.168.0.108
spring.redis.port=6377
spring.redis.database=0

spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/toutiao?characterEncoding=UTF-8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=12345

mybatis.mapper-locations=classpath:com/yu/mapper/*.xml
mybatis.type-aliases-package=com.yu.entity

logging.level.com.yu.dao=debug

3 启动类@MapperScan

@SpringBootApplication
//指定要变成实现类的接口所在的包，然后包下面的所有接口在编译之后都会生成相应的实现类
//添加@MapperScan(“com.yu.dao”)注解以后，
//com.yu.dao包下面的接口类，在编译之后都会生成相应的实现类
@MapperScan("com.yu.dao")
public class DistributedRedisMybatis01Application {...}

4 cache、dao、entity、service、utilc层的编写

///////////////entity层com.yu.entity////////////
@Data
@Accessors(chain = true)
//链式访问，该注解设置chain=true，
//生成setter方法返回this（也就是返回的是对象），代替了默认的返回void。
public class User implements Serializable {
    private String id;
    private String name;
    private Integer age;
    private Date bit;
}
///////////////dao层com.yu.dao////////////
public interface UserDao {
    List<User> findAll();
}

<!--Mapper层resources.com.yu.mapper.UserDaoMapper.xml-->
<?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.yu.dao.UserDao">
    <select id="findAll" resultType="User">
       select id,name,age,bir from t_user;
    </select>
</mapper>

///////////////service层com.yu.service////////////
public interface UserService {
    List<User> findAll();
}

///////////////service层实现类////////////
@Service
@Transactional
//@Transactional注解在代码执行出错的时候能够进行事务的回滚。
public class UserServiceImpl implements UserService{
    @Autowired
    private UserDao userDao;
    @Override
    public List<User> findAll() {
        return userDao.findAll();
    }
}

///////////////测试////////////
import org.junit.Test; //不要导错包

@SpringBootTest(classes = DistributedRedisMybatis01Application.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
//@RunWith是Junit4提供的注解，将Spring和Junit链接了起来。
public class TestUserService {
    @Autowired
    private UserService userService;
    @Test
    //测试方法用public修饰
    public void contextLoads() {
        userService.findAll().forEach(u-> System.out.println("u="+u));
    }
}

4 开启mybatis二级缓存, 修改mapper.xml

<mapper namespace="com.yu.dao.UserDao">
    <!-- 开启mybatis二级缓存-->
    <cache/>
</mapper>

测试

@Test
public void contextLoads() {
    userService.findAll().forEach(u-> System.out.println("u="+u));
    System.out.println("====================");
    userService.findAll().forEach(u-> System.out.println("u="+u));
}
输出：1 Preparing: select id,name,age,bir from t_user;
     2 Cache Hit Ratio [com.yu.dao.UserDao]: 0.5 击中缓存

4 自定义RedisCache实现缓存

1 查看Mybatis的cache标签的缓存实现

mybatis底层默认使用的是org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache实现。
通过mybatis默认cache源码可知，能使用自定义Cache类（implement Cache）对里面的方法进行实现。

2 自定义RedisCache缓存实现

使用：<cache type="xxx.RedisCache"/>

修改为： <cache type="com.yu.cache.RedisCache"/>

编写com.yu.cache.RedisCache:

public class RedisCache implements Cache {
  
    //id：当前放入缓存的mapper的namespace
    //id==com.yu.dao.UserDao
    private String id;
    //必须存在构造方法
    public RedisCache(String id){
        this.id = id;
    }

    //返回cache唯一标识
    @Override
    public String getId() {
        return this.id;
    }
    //缓存放入值
    @Override
    public void putObject(Object o, Object o1) {

    }
    //获取缓存中的数据
    @Override
    public Object getObject(Object o) {
        return null;
    }
    //...
}

但是还需要获取RedisTemplate工厂，编写获取工厂工具类

//用来获取springboot创建好的工厂
//首先要交给spring管理,@Configuration或：
@Component
//要拿到工厂。要实现ApplicationContextAware接口
public class ApplicationContextUtils implements ApplicationContextAware {

    //将工厂保留下来
    private static ApplicationContext applicationContext;

    //将创建好的工厂以参数形式传递给这个类
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }

    //提供在工厂中获取对象的方法 //如RedisTemplate  redisTemplate
    public static Object getBean(String beanName){
        return applicationContext.getBean(beanName);
    }

}

编写RedisCache类

public class RedisCache implements Cache {

    //id：当前放入缓存的mapper的namespace
    //id==com.yu.dao.UserDao
    private String id;
    //必须存在构造方法
    public RedisCache(String id){
        this.id = id;
    }

    //返回cache唯一标识
    @Override
    public String getId() {
        return this.id;
    }

    //=========通过application工具类获取redisTemplat========
    //并封装此方法
    private RedisTemplate getRedisTemplate(){
        RedisTemplate  redisTemplate = (RedisTemplate) ApplicationContextUtils.getBean("redisTemplate");
        //放入key时的序列化方式
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        return redisTemplate;
    }

    //缓存放入值
    @Override
    public void putObject(Object key, Object value) {
        System.out.println("key:"+key.toString());
        System.out.println("value:"+value);

        //使用redishash类型作为缓存存储模型  key   hashkey  value
        getRedisTemplate().opsForHash().put(id.toString(),key.toString(),value);
    }

    //获取缓存中的数据
    @Override
    public Object getObject(Object key) {
        //根据key 从redis的hash类型中获取数据
        return getRedisTemplate().opsForHash().get(id.toString(),key.toString());
    }

    ////注意:这个方法为mybatis保留方法 默认没有实现 后续版本可能会实现
    @Override
    public Object removeObject(Object key) {
        return null;//根据指定key删除缓存
    }

    //清空缓存
    @Override
    public void clear() {
        System.out.println("清空缓存！");
        //清空namespace
        getRedisTemplate().delete(id.toString());//清空缓存
    }

    @Override
    public int getSize() {
        //获取hash中key value数量
        return getRedisTemplate().opsForHash().size(id.toString()).intValue();
    }
}

5 缓存在项目中应用存在的问题

1 如果项目中表的查询之间没有任何的关联，查询使用现在的这种缓存方式是没有任何问题的。

2 现有的缓存方式在多表连接查询过程中一定存在问题！！！

3 在mybatis的缓存中解决关联关系时更新缓存信息的问题。

<chche-ref namespace=xxx />：用来将多个具有关联关系查询缓存放在一起处理

修改：EmpDaoMapper.xml

<mapper namespace="com.yu.dao.EmpDao">
    <!-- 关联关系缓存的处理-->
    <cache-ref namespace="com.yu.dao.UserDao"/>

    <select id="findAll" resultType="Emp">
       select id,name from t_emp;
    </select>
</mapper>

6 缓存优化策略

对放入redis中的key进行优化，key的长度不能太长。

原来长度：1004332409:4292646850:com.yu.dao.EmpDao.findAll:0:2147483647:select id,name from t_emp;:SqlSessionFactoryBean

MD5加密后长度：``

使用MD5加密算法，缩短key长度

1 处理后，会生成32位16进制字符串
2 不同内容文件经过md5进行加密，结果一定不一样

在redis整合mybatis过程中将key进行md5优化处理

利用spring框架提供的md5工具类：

String key = "hello";
string str = DigestUtils.md5DigestAsHex(key.getBytes());

RedisCache类中封装一个优化方法：

//封装一个对key进行md5处理方法
private String getKeyToMD5(String key){
    return DigestUtils.md5DigestAsHex(key.getBytes());
}

使用：

getRedisTemplate().opsForHash().put(id.toString(),getKeyToMD5(key.toString()),value);
getRedisTemplate().opsForHash().get(id.toString(), getKeyToMD5(key.toString()));

缓存穿透与缓存雪崩解决办法

设定缓存失效时间

//缓存放入值
@Override
public void putObject(Object key, Object value) {
    System.out.println("key:" + key.toString());
    System.out.println("value:" + value);

    //使用redishash类型作为缓存存储模型  key   hashkey  value
  getRedisTemplate().opsForHash().put(id.toString(),getKeyToMD5(key.toString()),value);

    if(id.equals("com.yu.dao.UserDAO")){
        //缓存超时  client  用户   client  员工
        getRedisTemplate().expire(id.toString(),1, TimeUnit.HOURS);
    }

    if(id.equals("com.yu.dao.CityDAO")){
        //缓存超时  client  用户   client  员工
        getRedisTemplate().expire(id.toString(),30, TimeUnit.MINUTES);
    }

    //.....指定不同业务模块设置不同缓存超时时间
}