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springboot与redis的集合

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# springbootRedis
springboot与redis的集合

## 概述

本文内容主要
- 关于spring-redis
- 关于redis的key设计
- redis的基本数据结构
- 介绍redis与springboot的整合
- sringboot中的redistemplate的使用

之前看了很多博客，大都都只是粗略的介绍，这里想要记录的全面一些，也算是一个学习的过程
首发于我的个人博客:[janti的个人博客](http://www.janti.cn/)

## 关于spring-redis

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

4. 将事务操作封装，有容器控制。

5. 针对数据的“序列化/反序列化”，提供了多种可选择策略(RedisSerializer)

JdkSerializationRedisSerializer：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：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：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：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】

**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。**

## 关于key的设计

### key的存活时间：
无论什么时候，只要有可能就利用key超时的优势。一个很好的例子就是储存一些诸如临时认证key之类的东西。当你去查找一个授权key时——以OAUTH为例——通常会得到一个超时时间。
这样在设置key的时候，设成同样的超时时间，Redis就会自动为你清除。

### 关系型数据库的redis
1: 把表名转换为key前缀 如, tag:
2: 第2段放置用于区分区key的字段--对应mysql中的主键的列名,如userid
3: 第3段放置主键值,如2,3,4...., a , b ,c
4: 第4段,写要存储的列名
例：user:userid:9:username

## Redis的数据类型

### String字符串
- string是redis最基本的类型，一个key对应一个value。
- string类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象 。
- string类型是Redis最基本的数据类型，一个键最大能存储512MB。 
- [String类型的操作参考](http://www.runoob.com/redis/redis-strings.html)

### 链表
- redis列表是简单的字符串列表，排序为插入的顺序。列表的最大长度为2^32-1。
- redis的列表是使用链表实现的，这意味着，即使列表中有上百万个元素，增加一个元素到列表的头部或尾部的操作都是在常量的时间完成。
- 可以用列表获取最新的内容（像帖子，微博等），用ltrim很容易就会获取最新的内容，并移除旧的内容。
- 用列表可以实现生产者消费者模式，生产者调用lpush添加项到列表中，消费者调用rpop从列表中提取，如果没有元素，则轮询去获取，或者使用brpop等待生产者添加项到列表中。

- [List类型的操作参考](http://www.runoob.com/redis/redis-lists.html)

### 集合
- redis集合是无序的字符串集合，集合中的值是唯一的，无序的。可以对集合执行很多操作，例如，测试元素是否存在，对多个集合执行交集、并集和差集等等。
- 我们通常可以用集合存储一些无关顺序的，表达对象间关系的数据，例如用户的角色，可以用sismember很容易就判断用户是否拥有某个角色。
- 在一些用到随机值的场合是非常适合的，可以用 srandmember/spop 获取/弹出一个随机元素。
同时，使用@EnableCaching开启声明式缓存支持，这样就可以使用基于注解的缓存技术。注解缓存是一个对缓存使用的抽象，通过在代码中添加下面的一些注解，达到缓存的效果。
- [Set类型的操作参考](http://www.runoob.com/redis/redis-sets.html)

### ZSet 有序集合
- 有序集合由唯一的，不重复的字符串元素组成。有序集合中的每个元素都关联了一个浮点值，称为分数。可以把有序看成hash和集合的混合体，分数即为hash的key。

- 有序集合中的元素是按序存储的，不是请求时才排序的。
- [ZSet类型的操作类型](http://www.runoob.com/redis/redis-sorted-sets.html)

### Hash-哈希
- redis的哈希值是字符串字段和字符串之间的映射，是表示对象的完美数据类型。

- 哈希中的字段数量没有限制，所以可以在你的应用程序以不同的方式来使用哈希。

- [Hash类型的操作参考](http://www.runoob.com/redis/redis-hashes.html)

## springboot 与redis的整合

### pom文件
依赖如下：
```
   <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.1.RELEASE</version>
        <relativePath/>
    </parent>

<dependencies>
        
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

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

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

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

</dependencies>
```  
### application.properties
```
# Redis数据库索引（默认为0）
spring.redis.database=0  
# Redis服务器地址
spring.redis.host=127.0.0.1
# Redis服务器连接端口
spring.redis.port=6379  
# Redis服务器连接密码（默认为空）
spring.redis.password=
# 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
spring.redis.pool.max-active=8  
# 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
spring.redis.pool.max-wait=-1  
# 连接池中的最大空闲连接
spring.redis.pool.max-idle=8  
# 连接池中的最小空闲连接
spring.redis.pool.min-idle=0  
# 连接超时时间（毫秒）
spring.redis.timeout=0  
```

### redisTemplate的配置
新建一个redisConfig类，进行相关bean的配置：

```
package com.config;

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.CachingConfigurerSupport;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.*;
import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

/**
 * @author janti
 * reids 相关bean的配置
 */
@Configuration
@EnableCaching
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport {

/**
     * 选择redis作为默认缓存工具
     * @param redisTemplate
     * @return
     */
    @Bean
    public CacheManager cacheManager(RedisTemplate redisTemplate) {
        RedisCacheManager rcm = new RedisCacheManager(redisTemplate);
        return rcm;
    }

/**
     * retemplate相关配置
     * @param factory
     * @return
     */
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {

RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        // 配置连接工厂
        template.setConnectionFactory(factory);

//使用Jackson2JsonRedisSerializer来序列化和反序列化redis的value值（默认使用JDK的序列化方式）
        Jackson2JsonRedisSerializer jacksonSeial = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);

ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        // 指定要序列化的域，field,get和set,以及修饰符范围，ANY是都有包括private和public
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        // 指定序列化输入的类型，类必须是非final修饰的，final修饰的类，比如String,Integer等会跑出异常
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jacksonSeial.setObjectMapper(om);

// 值采用json序列化
        template.setValueSerializer(jacksonSeial);
        //使用StringRedisSerializer来序列化和反序列化redis的key值
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());

// 设置hash key 和value序列化模式
        template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setHashValueSerializer(jacksonSeial);
        template.afterPropertiesSet();

return template;
    }

/**
     * 对hash类型的数据操作
     *
     * @param redisTemplate
     * @return
     */
    @Bean
    public HashOperations<String, String, Object> hashOperations(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
        return redisTemplate.opsForHash();
    }

/**
     * 对redis字符串类型数据操作
     *
     * @param redisTemplate
     * @return
     */
    @Bean
    public ValueOperations<String, Object> valueOperations(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
        return redisTemplate.opsForValue();
    }

/**
     * 对链表类型的数据操作
     *
     * @param redisTemplate
     * @return
     */
    @Bean
    public ListOperations<String, Object> listOperations(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
        return redisTemplate.opsForList();
    }

/**
     * 对无序集合类型的数据操作
     *
     * @param redisTemplate
     * @return
     */
    @Bean
    public SetOperations<String, Object> setOperations(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
        return redisTemplate.opsForSet();
    }

/**
     * 对有序集合类型的数据操作
     *
     * @param redisTemplate
     * @return
     */
    @Bean
    public ZSetOperations<String, Object> zSetOperations(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
        return redisTemplate.opsForZSet();
    }
}

```  
- spring-redis中使用了RedisTemplate来进行redis的操作，通过泛型的K和V设置键值对的对象类型。这里使用了string作为key的对象类型，值为Object。
 
- 对于Object，spring-redis默认使用了jdk自带的序列化，不推荐使用默认了。所以使用了json的序列化方式

- 对spring-redis对redis的五种数据类型也有支持
 - HashOperations：对hash类型的数据操作
 - ValueOperations：对redis字符串类型数据操作
 - ListOperations：对链表类型的数据操作
 - SetOperations：对无序集合类型的数据操作
 - ZSetOperations：对有序集合类型的数据操作

### redis操作的工具类
```
package com.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Collection;
import java.util.Date;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

@Component
public class RedisService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

/**
     * 默认过期时长，单位：秒
     */
    public static final long DEFAULT_EXPIRE = 60 * 60 * 24;

/**
     * 不设置过期时长
     */
    public static final long NOT_EXPIRE = -1;

public boolean existsKey(String key) {
        return redisTemplate.hasKey(key);
    }

/**
     * 重名名key，如果newKey已经存在，则newKey的原值被覆盖
     *
     * @param oldKey
     * @param newKey
     */
    public void renameKey(String oldKey, String newKey) {
        redisTemplate.rename(oldKey, newKey);
    }

/**
     * newKey不存在时才重命名
     *
     * @param oldKey
     * @param newKey
     * @return 修改成功返回true
     */
    public boolean renameKeyNotExist(String oldKey, String newKey) {
        return redisTemplate.renameIfAbsent(oldKey, newKey);
    }

/**
     * 删除key
     *
     * @param key
     */
    public void deleteKey(String key) {
        redisTemplate.delete(key);
    }

/**
     * 删除多个key
     *
     * @param keys
     */
    public void deleteKey(String... keys) {
        Set<String> kSet = Stream.of(keys).map(k -> k).collect(Collectors.toSet());
        redisTemplate.delete(kSet);
    }

/**
     * 删除Key的集合
     *
     * @param keys
     */
    public void deleteKey(Collection<String> keys) {
        Set<String> kSet = keys.stream().map(k -> k).collect(Collectors.toSet());
        redisTemplate.delete(kSet);
    }

/**
     * 设置key的生命周期
     *
     * @param key
     * @param time
     * @param timeUnit
     */
    public void expireKey(String key, long time, TimeUnit timeUnit) {
        redisTemplate.expire(key, time, timeUnit);
    }

/**
     * 指定key在指定的日期过期
     *
     * @param key
     * @param date
     */
    public void expireKeyAt(String key, Date date) {
        redisTemplate.expireAt(key, date);
    }

/**
     * 查询key的生命周期
     *
     * @param key
     * @param timeUnit
     * @return
     */
    public long getKeyExpire(String key, TimeUnit timeUnit) {
        return redisTemplate.getExpire(key, timeUnit);
    }

/**
     * 将key设置为永久有效
     *
     * @param key
     */
    public void persistKey(String key) {
        redisTemplate.persist(key);
    }

}

```

### redis的key工具类

```
package com.util;

/**
 * redisKey设计
 */
public class RedisKeyUtil {

/**
     * redis的key
     * 形式为：
     * 表名:主键名:主键值:列名
     *
     * @param tableName 表名
     * @param majorKey 主键名
     * @param majorKeyValue 主键值
     * @param column 列名
     * @return
     */
    public static String getKeyWithColumn(String tableName,String majorKey,String majorKeyValue,String column){
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append(tableName).append(":");
        buffer.append(majorKey).append(":");
        buffer.append(majorKeyValue).append(":");
        buffer.append(column);
        return buffer.toString();
    }
    /**
     * redis的key
     * 形式为：
     * 表名:主键名:主键值
     *
     * @param tableName 表名
     * @param majorKey 主键名
     * @param majorKeyValue 主键值
     * @return
     */
    public static String getKey(String tableName,String majorKey,String majorKeyValue){
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append(tableName).append(":");
        buffer.append(majorKey).append(":");
        buffer.append(majorKeyValue).append(":");
        return buffer.toString();
    }
}

```

## 如何使用？
### 测试代码
新建一个实体类：

```
package com.domain;

public class UserVo {

public  static final String Table = "t_user";

private String name;
    private String address;
    private Integer age;

public String getName() {
        return name;
    }

public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

public String getAddress() {
        return address;
    }

public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

public Integer getAge() {
        return age;
    }

public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "UserVo{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

```

再新建一个测试类：
```
package com.config;

import com.domain.UserVo;
import com.service.RedisService;
import com.util.RedisKeyUtil;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.redis.core.*;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import javax.annotation.Resource;

import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import static org.junit.Assert.*;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RedisConfigTest {

@Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

@Resource
    private ValueOperations<String,Object> valueOperations;

@Autowired
    private HashOperations<String, String, Object> hashOperations;

@Autowired
    private ListOperations<String, Object> listOperations;

@Autowired
    private SetOperations<String, Object> setOperations;

@Autowired
    private ZSetOperations<String, Object> zSetOperations;

@Resource
    private RedisService redisService;

@Test
    public void testObj() throws Exception{
        UserVo userVo = new UserVo();
        userVo.setAddress("上海");
        userVo.setName("测试dfas");
        userVo.setAge(123);
        ValueOperations<String,Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
        redisService.expireKey("name",20, TimeUnit.SECONDS);
        String key = RedisKeyUtil.getKey(UserVo.Table,"name",userVo.getName());
        UserVo vo = (UserVo) operations.get(key);
        System.out.println(vo);
    }

@Test
    public void testValueOption( )throws  Exception{
        UserVo userVo = new UserVo();
        userVo.setAddress("上海");
        userVo.setName("jantent");
        userVo.setAge(23);
        valueOperations.set("test",userVo);

System.out.println(valueOperations.get("test"));
    }

@Test
    public void testSetOperation() throws Exception{
        UserVo userVo = new UserVo();
        userVo.setAddress("北京");
        userVo.setName("jantent");
        userVo.setAge(23);
        UserVo auserVo = new UserVo();
        auserVo.setAddress("n柜昂周");
        auserVo.setName("antent");
        auserVo.setAge(23);
        setOperations.add("user:test",userVo,auserVo);
        Set<Object> result = setOperations.members("user:test");
        System.out.println(result);
    }

@Test
    public void HashOperations() throws Exception{
        UserVo userVo = new UserVo();
        userVo.setAddress("北京");
        userVo.setName("jantent");
        userVo.setAge(23);
        hashOperations.put("hash:user",userVo.hashCode()+"",userVo);
        System.out.println(hashOperations.get("hash:user",userVo.hashCode()+""));
    }

@Test
    public void  ListOperations() throws Exception{
        UserVo userVo = new UserVo();
        userVo.setAddress("北京");
        userVo.setName("jantent");
        userVo.setAge(23);
//        listOperations.leftPush("list:user",userVo);
//        System.out.println(listOperations.leftPop("list:user"));
        // pop之后 值会消失
        System.out.println(listOperations.leftPop("list:user"));
    }
}
```

### 注解缓存的使用

- @Cacheable：在方法执行前Spring先查看缓存中是否有数据，如果有数据，则直接返回缓存数据；没有则调用方法并将方法返回值放进缓存。

- @CachePut：将方法的返回值放到缓存中。

- @CacheEvict：删除缓存中的数据。

参考：
[Redis 学习(二) —— 数据类型及操作](https://www.cnblogs.com/chiangchou/p/7748009.html)
[安装参考](http://www.cnblogs.com/chiangchou/p/redis-1.html)

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