Java中怎么實現(xiàn)一個redis緩存服務(wù)

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java中怎么實現(xiàn)一個redis緩存服務(wù)，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。

緩存服務(wù)的意義

為什么要使用緩存？說到底是為了提高系統(tǒng)的運行速度。將用戶頻繁訪問的內(nèi)容存放在離用戶最近，訪問速度最快的地方，提高用戶的響應(yīng)速度。一個 web 應(yīng)用的簡單結(jié)構(gòu)如下圖。

web 應(yīng)用典型架構(gòu)

在這個結(jié)構(gòu)中，用戶的請求通過用戶層來到業(yè)務(wù)層，業(yè)務(wù)層在從數(shù)據(jù)層獲取數(shù)據(jù)，返回給用戶層。在用戶量小，數(shù)據(jù)量不太大的情況下，這個系統(tǒng)運行得很順暢。但是隨著用戶量越來越大，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)越來越多，系統(tǒng)的用戶響應(yīng)速度就越來越慢。系統(tǒng)的瓶頸一般都在數(shù)據(jù)庫訪問上。這個時候可能會將上面的架構(gòu)改成下面的來緩解數(shù)據(jù)庫的壓力。

一主多從結(jié)構(gòu)

在這個架構(gòu)中，將數(shù)據(jù)庫的讀請求和寫請求進行分離。數(shù)量眾多的讀請求都分配到從數(shù)據(jù)庫上，主數(shù)據(jù)庫只負(fù)責(zé)寫請求。從庫保持主動和主庫保持同步。這個架構(gòu)比上一個有了很大的改進，一般的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。這個架構(gòu)就能夠很好的支持了。他的一個缺點是比較復(fù)雜，主從庫之間保持高效實時，或者準(zhǔn)實時的同步是一個不容易做到的事情。所以我們有了另一個思路，采用一個緩存服務(wù)器來存儲熱點數(shù)據(jù)，而關(guān)系數(shù)據(jù)用來存儲持久化的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)如下圖所示

采用緩存服務(wù)器讀的架構(gòu)

采用緩存服務(wù)器讀的架構(gòu)

在這個架構(gòu)中，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的時候，先從緩存服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)，如果獲取調(diào)，則直接返回該數(shù)據(jù)。如果沒有獲取調(diào)，則從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)。獲取到后，將該數(shù)據(jù)緩存到換出數(shù)據(jù)庫中，供下次訪問使用。當(dāng)插入或者更新數(shù)據(jù)的時候，先將數(shù)據(jù)寫入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，然后再更新緩存數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。當(dāng)然了，為了應(yīng)付更大規(guī)模的訪問量，我們還可以將上面兩個改進的架構(gòu)組合起來使用，既有讀寫分離的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，又有可以高速訪問的緩存服務(wù)。以上緩存服務(wù)器架構(gòu)的前提就是從緩存服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)的效率大大高于從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中獲取的效率。否則緩存服務(wù)器就沒有任何意義了。redis 的數(shù)據(jù)是保存在內(nèi)存中的，能夠保證從 redis 中獲取數(shù)據(jù)的時間效率比從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中獲取高出很多。

基于 redis 緩存服務(wù)的實現(xiàn)

這一章節(jié)用一個實例來說明如何來在 Java 中實現(xiàn)一個 redis 的緩存服務(wù)。

建立 maven 工程并引入依賴

定義接口類com.x9710.common.redis.CacheService

在這個接口類中，主要定了下面的接口

void putObject(String key, Object value);  void putObject(String key, Object value, int expiration);  Object pullObject(String key);  Long ttl(String key);  boolean delObject(String key);  boolean expire(String key, int expireSecond);  void clearObject();

這些接口分別用于存儲不過期的對象、存儲將來過期對象、獲取緩存對象、獲取緩存對象剩余存活時間、刪除緩存對象、設(shè)置緩存對象過期時間、清除所有緩存對象的功能

package com.x9710.common.redis;/*** 緩存服務(wù)接口** @author 楊高超* @since 2017-12-09*/public interface CacheService {/*** 將對象存放到緩存中** @param key 存放的key* @param value 存放的值*/void putObject(String key, Object value);/*** 將對象存放到緩存中** @param key 存放的key* @param value 存放的值* @param expiration 過期時間，單位秒*/void putObject(String key, Object value, int expiration);/*** 從緩存中獲取對象** @param key 要獲取對象的key* @return 如果存在，返回對象，否則，返回null*/Object pullObject(String key);/*** 給緩存對象設(shè)置過期秒數(shù)** @param key 要獲取對象的key* @param expireSecond 過期秒數(shù)* @return 如果存在，返回對象，否則，返回null*/boolean expire(String key, int expireSecond);/*** 獲取緩存對象過期秒數(shù)** @param key 要獲取對象的key* @return 如果對象不存在，返回-2，如果對象沒有過期時間，返回-1，否則返回實際過期時間*/Long ttl(String key);/*** 從緩存中刪除對象** @param key 要刪除對象的key* @return 如果出現(xiàn)錯誤，返回 false，否則返回true*/boolean delObject(String key);/*** 從緩存中清除對象*/void clearObject();}

定義序列號輔助類com.x9710.common.redis.SerializeUtil

所有要保存到 redis 數(shù)據(jù)庫中的對象需要先序列號為二進制數(shù)組，這個類的作用是將 Java 對象序列號為二級制數(shù)組或者將二級制數(shù)組反序列化為對象。

package com.x9710.common.redis;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;/*** 對象序列化工具類** @author 楊高超* @since 2017-10-09*/public class SerializeUtil {/*** 將一個對象序列化為二進制數(shù)組** @param object 要序列化的對象，該必須實現(xiàn)java.io.Serializable接口* @return 被序列化后的二進制數(shù)組*/public static byte[] serialize(Object object) {try {ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);oos.writeObject(object);return baos.toByteArray();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return null;}/*** 將一個二進制數(shù)組反序列化為一個對象。程序不檢查反序列化過程中的對象類型。** @param bytes 要反序列化的二進制數(shù)* @return 反序列化后的對象*/public static Object unserialize(byte[] bytes) {try {ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(bytes);ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);return ois.readObject();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return null;}}

實現(xiàn) redis 緩存服務(wù)類 com.x9710.common.redis.impl.CacheServiceRedisImpl

package com.x9710.common.redis.impl;import com.x9710.common.redis.CacheService;import com.x9710.common.redis.RedisConnection;import com.x9710.common.redis.SerializeUtil;import org.apache.commons.logging.Log;import org.apache.commons.logging.LogFactory;import redis.clients.jedis.Jedis;/*** 緩存服務(wù) redis 實現(xiàn)類** @author 楊高超* @since 2017-12-09*/public class CacheServiceRedisImpl implements CacheService {private static Log log = LogFactory.getLog(CacheServiceRedisImpl.class);private RedisConnection redisConnection;private Integer dbIndex;public void setRedisConnection(RedisConnection redisConnection) {this.redisConnection = redisConnection;}public void setDbIndex(Integer dbIndex) {this.dbIndex = dbIndex;}public void putObject(String key, Object value) {putObject(key, value, -1);}public void putObject(String key, Object value, int expiration) {Jedis jedis = null;try {jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);if (expiration > 0) {jedis.setex(key.getBytes(), expiration, SerializeUtil.serialize(value));} else {jedis.set(key.getBytes(), SerializeUtil.serialize(value));}} catch (Exception e) {log.warn(e.getMessage(), e);} finally {if (jedis != null) {jedis.close();}}}public Object pullObject(String key) {log.trace("strar find cache with " + key);Jedis jedis = null;try {jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);byte[] result = jedis.get(key.getBytes());if (result == null) {log.trace("can not find caceh with " + key);return null;} else {log.trace("find cache success with " + key);return SerializeUtil.unserialize(result);}} catch (Exception e) {log.warn(e.getMessage(), e);} finally {if (jedis != null) {jedis.close();}}return null;}public boolean expire(String key, int expireSecond) {log.trace("strar set expire " + key);Jedis jedis = null;try {jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);return jedis.expire(key, expireSecond) == 1;} catch (Exception e) {log.warn(e.getMessage(), e);} finally {if (jedis != null) {jedis.close();}}return false;}public Long ttl(String key) {log.trace("get set expire " + key);Jedis jedis = null;try {jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);return jedis.ttl(key);} catch (Exception e) {log.warn(e.getMessage(), e);} finally {if (jedis != null) {jedis.close();}}return -2L;}public boolean delObject(String key) {log.trace("strar delete cache with " + key);Jedis jedis = null;try {jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);return jedis.del(key.getBytes()) > 0;} catch (Exception e) {log.warn(e.getMessage(), e);} finally {if (jedis != null) {jedis.close();}}return false;}public void clearObject() {Jedis jedis = null;try {jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);jedis.flushDB();} catch (Exception e) {log.warn(e.getMessage(), e);} finally {if (jedis != null) {jedis.close();}}}}

編寫測試用例

package com.x9710.common.redis.test;import com.x9710.common.redis.RedisConnection;import com.x9710.common.redis.impl.CacheServiceRedisImpl;import com.x9710.common.redis.test.domain.Student;import org.junit.Assert;import org.junit.Before;import org.junit.Test;/*** 緩存服務(wù)測試類** @author 楊高超* @since 2017-12-09*/public class RedisCacheTest {private CacheServiceRedisImpl cacheService;@Beforepublic void before() {RedisConnection redisConnection = RedisConnectionUtil.create();cacheService = new CacheServiceRedisImpl();cacheService.setDbIndex(2);cacheService.setRedisConnection(redisConnection);}@Testpublic void testStringCache() {String key = "name";String value = "grace";cacheService.putObject(key, value);String cachValue = (String) cacheService.pullObject(key);//檢查從緩存中獲取的字符串是否等于原始的字符串Assert.assertTrue(value.equals(cachValue));//檢查從緩存刪除已有對象是否返回 trueAssert.assertTrue(cacheService.delObject(key));//檢查從緩存刪除已有對象是否返回 falseAssert.assertFalse(cacheService.delObject(key + "1"));//檢查從緩存獲取已刪除對象是否返回 nullAssert.assertTrue(cacheService.pullObject(key) == null);}@Testpublic void testObjectCache() {Student oriStudent = new Student();oriStudent.setId("2938470s9d8f0");oriStudent.setName("柳白猿");oriStudent.setAge(36);cacheService.putObject(oriStudent.getId(), oriStudent);Student cacheStudent = (Student) cacheService.pullObject(oriStudent.getId());Assert.assertTrue(oriStudent.equals(cacheStudent));Assert.assertTrue(cacheService.delObject(oriStudent.getId()));Assert.assertTrue(cacheService.pullObject(oriStudent.getId()) == null);}@Testpublic void testExpireCache() {String key = "name";String value = "grace";cacheService.putObject(key, value);cacheService.expire(key, 300);String cachValue = (String) cacheService.pullObject(key);Assert.assertTrue(value.equals(cachValue));Long ttl = cacheService.ttl(key);Assert.assertTrue(ttl > 250 && ttl <= 300);Assert.assertTrue(value.equals(cachValue));Assert.assertTrue(cacheService.delObject(key));}}

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