Redis系列(三)Redis的事務和Spring Boot整合

来源:https://www.cnblogs.com/itzhouq/archive/2020/05/16/redis3.html
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NoSQL 開發中或多或少都會用到,也是面試必問知識點。最近這幾天的面試每一場都問到了。但是感覺回答的並不好,還有很多需要梳理的知識點。這裡通過幾篇 Redis 筆記整個梳理一遍,後面再加上面試題。 Redis 系列: 1. Redis系列(一)Redis入門 2. Redis系列(二)Redi... ...


NoSQL 開發中或多或少都會用到,也是面試必問知識點。最近這幾天的面試每一場都問到了。但是感覺回答的並不好,還有很多需要梳理的知識點。這裡通過幾篇 Redis 筆記整個梳理一遍,後面再加上面試題。

Redis 系列:

  1. Redis系列(一)Redis入門
  2. Redis系列(二)Redis的8種數據類型
  3. Redis系列(三)Redis的事務和Spring Boot整合
  4. Redis系列(四)Redis配置文件和持久化
  5. Redis系列(五)發佈訂閱模式、主從複製和哨兵模式
  6. Redis系列(六)Redis 的緩存穿透、緩存擊穿和緩存雪崩
  7. Redis命令參考

1、事務

Redis 事務的本質:一組命令的集合!一個事務中的所有命令都會被序列化,在事務執行過程中,會按照順序執行。

一次性、順序性、排他性的執行一組命令。

Redis 事務沒有隔離級別的概念。

所有的命令在事務中,並沒有直接被執行,只有發起執行命令的時候才會執行(exec)。

Redis 單條命令是保證原子性的,但是事務不保證原子性。

Redis 事務的命令:

  • 開啟事務:multi
  • 命令入隊
  • 執行事務:exec
  • 撤銷事務:discard

1、正常執行事務

127.0.0.1:6379> multi		# 開啟事務
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec			# 執行事務
1) OK
2) OK
3) "v2"
4) OK
127.0.0.1:6379> 

2、放棄事務

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set m1 n1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set m2 n2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD		# 放棄事務
OK
127.0.0.1:6379> get m1		# 事務隊列中命令都不會被執行
(nil)

編譯型異常:命令有錯,事務中所有的命令都不會被執行

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> setget k3 v3		# 錯誤的命令
(error) ERR unknown command `setget`, with args beginning with: `k3`, `v3`, 
127.0.0.1:6379> set k4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec		# 執行事務報錯
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get k4		# 所有的命令都不會被執行
(nil)
127.0.0.1:6379> 

運行時異常:如果事務中某條命令執行結果報錯,其他命令是可以正常執行的,錯誤命令拋出異常

127.0.0.1:6379> set k1 "v1"
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incr k1		# 會執行失敗
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k3
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (error) ERR value is not an integer or out of range		# 第一條命令執行失敗,其餘的正常執行
2) OK
3) OK
4) "v3"
127.0.0.1:6379> get k2
"v2"
127.0.0.1:6379> 

3、監視 Watch (面試常問)

悲觀鎖:很悲觀,認為什麼時候都會出問題,無論什麼都會加鎖。影響效率,實際情況一般會使用樂觀鎖。

樂觀鎖:很樂觀,認為什麼時候都不會出現問題,所以不上鎖。更新數據的時候回判斷一下,在此期間是否修改過監視的數據,也就是獲取 version。

首先要瞭解redis事務中watch的作用,watch命令可以監控一個或多個鍵,一旦其中有一個鍵被修改(或刪除),之後的事務就不會執行。監控一直持續到exec命令(事務中的命令是在exec之後才執行的,所以在multi命令後可以修改watch監控的鍵值)。假設我們通過watch命令在事務執行之前監控了多個Keys,倘若在watch之後有任何Key的值發生了變化,exec命令執行的事務都將被放棄,同時返回Null multi-bulk應答以通知調用者事務執行失敗。

所以,需要註意的是watch監控鍵之後,再去操作這些鍵,否則watch可能會起不到效果。

Redis 監視測試

正常測試:

127.0.0.1:6379> set money 100		
OK
127.0.0.1:6379> set out 0
OK
127.0.0.1:6379> watch money		# 監視 money 對象
OK
127.0.0.1:6379> multi		# 事務正常結束,執行期間,money 沒有變動,這個時候就能執行成功了
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY out 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 80
2) (integer) 20
127.0.0.1:6379> 

測試多線程修改值,使用 watch 可以當做 Redis 的樂觀鎖操作。

127.0.0.1:6379> set money 100
OK
127.0.0.1:6379> set out 10
OK
127.0.0.1:6379> watch money	# 監視 money
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> DECRBY out 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec		# 執行之前,在另外一個線程 B 中修改 money 的值,下麵就是執行失敗。
(nil)
127.0.0.1:6379> 

B 線程:

[root@itzhouc bin]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> set money 30
OK

如果修改失敗,獲取最新的值就好。

127.0.0.1:6379> UNWATCH		# 事務執行失敗,先解鎖
OK
127.0.0.1:6379> WATCH money		# 獲取最新的值,再次監視。相當於 MySQL 中的 select version
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY out 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec		# 執行的時候會對比監視的值,如果發生變化會執行失敗。
1) (integer) 29
2) (integer) 11
127.0.0.1:6379> 

2、Jedis

使用 Java 操作 Redis 。Jedis 是 Redis 官方推薦的Java 鏈接開發工具,是 Java 操作 Redis 的中間件。

1、導入依賴

<dependencies>
    <!-- jeids -->
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis -->
    <dependency>
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
        <version>3.2.0</version>
    </dependency>

    <!-- fastjson -->
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.68</version>
    </dependency>
</dependencies>

2、測試:啟動本地 Windows 版本的 Redis

package cn.itzhouq;

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class TestPing {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379, 10);
        System.out.println(jedis.ping()); // PONG
    }
}

事務

package cn.itzhouq;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.Transaction;

/**
 * 測試事務
 */
public class TestTX {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        jedis.flushDB();
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        jsonObject.put("hello", "world");
        jsonObject.put("name", "xxx");

        // 開啟事務
        Transaction multi = jedis.multi();
        String result = jsonObject.toJSONString();

        try {
            multi.set("user1", result);
            multi.set("user2", result);
            int i = 1 / 0; // 模擬異常
            multi.exec(); // 執行事務
        } catch (Exception e) {
            multi.discard(); // 放棄事務
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(jedis.get("user1")); // 正常執行時{"name":"xxx","hello":"world"}   // null
            System.out.println(jedis.get("user1"));
            jedis.close(); // 關閉鏈接
        }
    }
}

3、Spring Boot 整合

Spring Data 也是和 Spring Boot 齊名的項目。

說明:在 Spring Boot 2.x 之後,原來的 Jedis 被替換為了 lettuce。

Jedis:採用的直連,多線程操作的話是不安全的,如果想要避免不安全的話,使用 Jedis Pool ,更像 BIO 模式。

lettuce :採用 netty ,實例可以在多個線程中共用,不存線上程不安全的情況,可以減少線程鏈接,更像 NIO 模式。

# Spring Boot 所有的配置類,都有一個自動配置類  RedisTemplate
# 自動配置類都會綁定一個 properties 配置文件。  RedisProperties

閱讀源碼:

1588351399447

@Configuration
@ConditionalOnClass({RedisOperations.class})
@EnableConfigurationProperties({RedisProperties.class})
@Import({LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class})
public class RedisAutoConfiguration {
    public RedisAutoConfiguration() {
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(
        name = {"redisTemplate"}
    ) // 我們可以自己定義一個 RedisTemplate 來替換這個預設的。
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        // 預設的 RedisTemplate 沒有過多的設置, Redis 對象都是需要序列化的。
        // 兩個泛型都是 Object, Object 的類型,我們需要強制裝換為 <String, Obejct>
        RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        return template;
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean // 由於 String 類型是 Redis 中最常用的,所以單獨提出來一個 bean .
    public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        return template;
    }
}

測試一下:

1、導入依賴:

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

2、配置連接

# 配置 Redis
spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=6379

3、測試

package cn.itzhouq;

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.RedisTemplate;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class Redis02SpringbootApplicationTests {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    public void contextLoads() {
        // 除了基本的操作,我們常用的方法都可以直接通過 redisTemplate 操作,比如事務和 CRUD
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "xiaoming");
        System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("name")); // xiaoming
    }
}

看一下源碼:RedisTemplate.class

// 序列化配置
@Nullable
private RedisSerializer keySerializer = null;
@Nullable
private RedisSerializer valueSerializer = null;
@Nullable
private RedisSerializer hashKeySerializer = null;
@Nullable
private RedisSerializer hashValueSerializer = null;
private RedisSerializer<String> stringSerializer = RedisSerializer.string();
public void afterPropertiesSet() {
    super.afterPropertiesSet();
    boolean defaultUsed = false;
    if (this.defaultSerializer == null) {
        // 預設使用了 JDK 的序列化,會使得字元串轉義
        this.defaultSerializer = new JdkSerializationRedisSerializer(this.classLoader != null ? this.classLoader : this.getClass().getClassLoader());
    }

    // ...
}

我們使用 Json 序列化,所以需要自定義配置類

1、序列化

編寫一個實體類 User,測試序列化。

package cn.itzhouq.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Data
public class User {
    private String name;
    private int age;
}

測試序列化:

 @Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    User user = new User("xiaoming", 3);
    redisTemplate.opsForValue().set("user", user);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("user"));
}

拋出異常:

Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: DefaultSerializer requires a Serializable payload but received an object of type [cn.itzhouq.pojo.User]
	at org.springframework.core.serializer.DefaultSerializer.serialize(DefaultSerializer.java:43)
	at org.springframework.core.serializer.support.SerializingConverter.convert(SerializingConverter.java:63)
	... 35 more

DefaultSerializer requires a Serializable預設的序列化需要實體類實現序列化介面。所以修改 User:

public class User implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
}

結果:

User(name=xiaoming, age=3)

結果顯示正常,但是控制台還是轉義的。

127.0.0.1:6379> keys *
1) "\xac\xed\x00\x05t\x00\x04user"
127.0.0.1:6379>

使用 jackson 的序列化:

@Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    // 一般開發中都會使用 json 來傳遞對象
    User user = new User("xiaoming", 3);
    String jsonUser = new ObjectMapper().writeValueAsString(user);
    redisTemplate.opsForValue().set("user", jsonUser);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("user")); // {"name":"xiaoming","age":3}
}

無論 User 是否實現了 Serializable 介面,控制台結果顯示正常,但是客戶端中查看還是被轉義了。

如果不想使用 JDK 的序列化,可以自己編寫 RedisTemplate。

2、自定義RedisTemplate

package cn.itzhouq.config;

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

/**
 * 編寫的自己的 RedisTemplate
 */
@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    @SuppressWarnings("all")
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        // 為了開發方便,一般使用 <String, Object>
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);

        // 序列化配置
        Jackson2JsonRedisSerializer<Object> jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);

        // String 的序列化
        StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        // key 採用 String 的序列化方式
        template.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
        // hash 的 key 也採用 String 的序列化方式
        template.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);
        // value 序列化方式採用 Jackson
        template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        // hash 的 value 序列化方式採用 Jackson
        template.setHashKeySerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        template.afterPropertiesSet();

        return template;
    }
}

註入和測試:

@Autowired
@Qualifier("redisTemplate")
private RedisTemplate redisTemplate;

@Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    // 一般開發中都會使用 json 來傳遞對象
    User user = new User("xiaoming", 3);
    String jsonUser = new ObjectMapper().writeValueAsString(user);
    redisTemplate.opsForValue().set("user", jsonUser);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("user")); // {"name":"xiaoming","age":3}
}

客戶端中查看:

127.0.0.1:6379> keys *
1) "user"
127.0.0.1:6379>

這個時候的對象就沒有被轉義。

下一篇筆記將介紹 Redis 的配置文件和持久化。


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