Java中怎么實現一個redis緩存服務

這篇文章將為大家詳細講解有關Java中怎么實現一個redis緩存服務，文章內容質量較高，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知識有一定的了解。

緩存服務的意義

為什么要使用緩存？說到底是為了提高系統的運行速度。將用戶頻繁訪問的內容存放在離用戶最近，訪問速度最快的地方，提高用戶的響應速度。一個 web 應用的簡單結構如下圖。

web 應用典型架構

在這個結構中，用戶的請求通過用戶層來到業務層，業務層在從數據層獲取數據，返回給用戶層。在用戶量小，數據量不太大的情況下，這個系統運行得很順暢。但是隨著用戶量越來越大，數據庫中的數據越來越多，系統的用戶響應速度就越來越慢。系統的瓶頸一般都在數據庫訪問上。這個時候可能會將上面的架構改成下面的來緩解數據庫的壓力。

一主多從結構

在這個架構中，將數據庫的讀請求和寫請求進行分離。數量眾多的讀請求都分配到從數據庫上，主數據庫只負責寫請求。從庫保持主動和主庫保持同步。這個架構比上一個有了很大的改進，一般的互聯網應用。這個架構就能夠很好的支持了。他的一個缺點是比較復雜，主從庫之間保持高效實時，或者準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，采用一個緩存服務器來存儲熱點數據，而關系數據用來存儲持久化的數據。結構如下圖所示

采用緩存服務器讀的架構

采用緩存服務器讀的架構

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

基于 redis 緩存服務的實現

這一章節用一個實例來說明如何來在 Java 中實現一個 redis 的緩存服務。

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);/*** 給緩存對象設置過期秒數** @param key 要獲取對象的key* @param expireSecond 過期秒數* @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** @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 數據庫中的對象需要先序列號為二進制數組，這個類的作用是將 Java 對象序列號為二級制數組或者將二級制數組反序列化為對象。

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組** @param object 要序列化的對象，該必須實現java.io.Serializable接口* @return 被序列化后的二進制數組*/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* @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 redis 緩存服務類 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 redis 實現類** @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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