Spring Boot整合Redis的高效数据缓存实践

引言

在现代Web应用开发中，数据缓存是提高系统性能和响应速度的关键。Redis作为一种高性能的缓存和数据存储解决方案，被广泛应用于各种场景。本文将研究如何使用Spring Boot整合Redis，通过这个强大的缓存工具提高应用的性能和可伸缩性。

整合redis,需要先安装redis

Redis 

Redis是一款key-value存储结构的内存级NoSQL数据库

  • 支持多种数据存储格式
  • 支持持久化
  • 支持集群

五种数据类型：

  • String(字符串)
  • Hash(哈希)
  • List(列表)
  • Set(集合)
  • zSet(有序集合)

好处

  • 缓存加速：Redis是一个高性能的内存数据库，使用它可以将常用的数据缓存在内存中，从而提高系统的读取速度。例如，将数据库查询结果或计算结果缓存到Redis中，下次需要时可以直接从Redis获取，减少对数据库或计算资源的访问。
  • 分布式会话管理：在分布式系统中，多个服务实例可能需要共享用户的会话信息。Rdis提供了高效的键值存储和过期时间设置，可以用于实现分布式会话管理。通过将用户的会话数据存储在Redis中，各个服务实例可以无状态地处理请求，提高系统的可扩展性和容错性。 
  • 队列和消息发布订阅：Redis的发布订阅功能可以用于解耦系统的组件或模块之间的通信。你可以使用Redis的队列功能实现异步任务处理、消息队列等场景。同时，Redis还提供了强大的消息发布订阅机制，可以用于实时推送消息给订阅者。
  • 计数器和排行榜：Redis支持原子操作和高并发的特性，非常适合用于实现计数器和排行榜功能。例如，你可以使用Redis的原子操作实现文章或视频的点赞、收富等计数功能，也可以使用有序集合实现排行榜。
  • 地理位置和地理搜索：Reds提供了地理位置的存储和查询功能，可以将经纬度坐标存储在Redis中，并支持以半径为条件进行搜索。这在实现地理位置相关的应用如附近的人、附近的商家等方面非常有用。
  • 分布式锁和限流：Redis的分布式锁功能可以用于解决分布式系统中的并发访问问题，保证共享资源的正确性。此外，Redis还可以用于实现请求限流，控制系统的访问频率，防止恶意请求或系统过载。

Redis下载（ Windows版）

https://github.com/tporadowski/redis/releases

Redis安装与启动（ Windows版）

服务端启动命令

redis-server.exe redis.windows.conf

客户端启动命令

redis-cli.exe

步骤一：引入Redis依赖

首先，在Spring Boot项目的pom.xml文件中引入Redis的相关依赖：

 <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

步骤二：配置Redis连接信息

在application.properties或application.yml中配置Redis连接信息：

# Redis配置
spring.redis.host=localhost
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=your-password  # 如果有密码的话
spring.redis.database=0

RedisTemplate相关方法

方法 说明
redisTemplate.opsForValue() 操作String
redisTemplate.opsForHash() 操作hash
redisTemplate.opsForList() 操作List
redisTemplate.opsForSet() 操作set
redisTemplate.opsForZSet() 操作有序set

步骤三：使用RedisTemplate进行数据操作

@SpringBootTest
public class RedisApplicationTests {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    @Test
    void set() {
        ValueOperations ops = redisTemplate.opsForValue();
        ops.set("name","奇遇少年");
    }
}

问题出现了：当我们使用Redis客户端查看刚刚存入Redis数据库的数据时，结果是这样的：

bbdc6760a76e4d3686f3d8fdc9938f8e.png

这是因为在使用默认的对象RedisTemplate时，会把value值序列化为byte类型，所以就出现了上图的结果。

解决方案：

使用StringRedisTemplate

@SpringBootTest(classes = RedisApplication.class)
public class RedisApplicationTests {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    @Test
    void set() {
        ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
        ops.set("name","奇遇少年");
    }

}

自定义序列化方式

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean

    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {

        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();

        StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();

        redisTemplate.setKeySerializer(stringRedisSerializer);

        redisTemplate.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);

        redisTemplate.setValueSerializer(new Jackson2JsonRedisSerializer<Object>(Object.class));

        redisTemplate.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());

        redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);

        return redisTemplate;

    }
}

4023ab36142f49f0836367cc6ad56b76.png
redis客户端选择

springboot整合redis技术提供了多种客户端兼容模式，默认提供的是lettucs客户端技术，也可以根据需要切换成指定客户端技术，例如jedis客户端技术，切换成jedis客户端技术操作步骤如下：

步骤一：引入Redis依赖

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>

jedis坐标受springboot管理，无需提供版本号

步骤二：配置客户端技术类型，设置为jedis

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    client-type: jedis

步骤二：根据需要设置对应的配置

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    client-type: jedis
    lettuce:
      pool:
        max-active: 16
    jedis:
      pool:
        max-active: 16

lettcus与jedis区别

  • jedis连接Redis服务器是直连模式，当多线程模式下使用jedis会存在线程安全问题，解决方案可以通过配置连接池使每个连接专用，这样整体性能就大受影响
  • lettcus基于Netty框架进行与Redis服务器连接，底层设计中采用StatefulRedisConnection。 StatefulRedisConnection自身是线程安全的，可以保障并发访问安全问题，所以一个连接可以被多线程复用。当然lettcus也支持多连接实例一起工作

结语

通过本文的指南，你学到了如何使用Spring Boot整合Redis，从而提高应用的性能和可伸缩性。Redis作为一种高性能的缓存和数据存储解决方案，为应用提供了快速、可靠的数据缓存能力。通过合理配置和使用Redis，你能够优化数据访问，提高系统的响应速度，为用户提供更好的体验。希望这篇博文能够帮助你顺利整合Redis到你的Spring Boot项目中。