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1、Redis服务搭建 2、为功能添加缓存功能

1.课程计划 1、Redis服务搭建 2、为功能添加缓存功能

2.redis介绍 2.1.什么是redis Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对(key-value)数据库。它通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求,目前为止Redis支持的键值数据类型如 下: 字符串类型 散列类型 列表类型 集合类型 有序集合类型。 2.2.redis的应用场景 缓存(数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等)。(最多使用) 分布式集群架构中的session分离。 聊天室的在线好友列表。 任务队列。(秒杀、抢购、12306等等) 应用排行榜。 网站访问统计。 数据过期处理(可以精确到毫秒)

2.3.Redis的安装 redis是C语言开发,建议在linux上运行,本教程使用Centos6.4作为安装环境。 安装redis需要先将官网下载的源码进行编译,编译依赖gcc环境,如果没有gcc环境,需要安装gcc:yum install gcc-c++ 版本说明 本教程使用redis3.0版本。3.0版本主要增加了redis集群功能。

源码下载 从官网下载 http://download.redis.io/releases/redis-3.0.0.tar.gz 将redis-3.0.0.tar.gz拷贝到/usr/local下

解压源码 tar -zxvf redis-3.0.0.tar.gz 进入解压后的目录进行编译 cd /usr/local/redis-3.0.0 make 安装到指定目录,如 /usr/local/redis cd /usr/local/redis-3.0.0 make PREFIX=/usr/local/redis install

redis.conf redis.conf是redis的配置文件,redis.conf在redis源码目录。 注意修改port作为redis进程的端口,port默认6379。

拷贝配置文件到安装目录下 进入源码目录,里面有一份配置文件 redis.conf,然后将其拷贝到安装路径下 cd /usr/local/redis mkdir conf cp /usr/local/redis-3.0.0/redis.conf /usr/local/redis/bin

安装目录bin下的文件列表

redis3.0新增的redis-sentinel是redis集群管理工具可实现高可用。

配置文件目录:

2.4.redis启动 2.4.1.前端模式启动 直接运行bin/redis-server将以前端模式启动,前端模式启动的缺点是ssh命令窗口关闭则redis-server程序结束,不推荐使用此方法。如下图:

2.4.2.后端模式启动 修改redis.conf配置文件, daemonize yes 以后端模式启动。

执行如下命令启动redis: cd /usr/local/redis ./bin/redis-server ./redis.conf

redis默认使用6379端口。

也可更改redis.conf文件,修改端口号:

2.5.通过jedis连接redis单机

2.5.1.jar包 pom坐标: redis.clients jedis 2.7.0

jar包如下:

2.5.2.单实例连接 通过创建单实例jedis对象连接redis服务,如下代码: // 单实例连接redis @Test public void testJedisSingle() {

	Jedis jedis = new Jedis("192.168.101.3", 6379);
	jedis.set("name", "bar");
	String name = jedis.get("name");
	System.out.println(name);
	jedis.close();

}

1.外部连接不上redis的解决方法 由于linux防火墙默认开启,redis的服务端口6379并不在开放规则之内,所有需要将此端口开放访问或者关闭防火墙。 关闭防火墙命令:sevice iptables stop 如果是修改防火墙规则,可以修改:/etc/sysconfig/iptables文件 2.5.3.使用连接池连接 通过单实例连接redis不能对redis连接进行共享,可以使用连接池对redis连接进行共享,提高资源利用率,使用jedisPool连接redis服务,如下代码:

@Test
public void pool() {
	JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
	//最大连接数
	config.setMaxTotal(30);
	//最大连接空闲数
	config.setMaxIdle(2);
	
	JedisPool pool = new JedisPool(config, "192.168.101.3", 6379);
	Jedis jedis = null;

	try  {
		jedis = pool.getResource();
		
		jedis.set("name", "lisi");
		String name = jedis.get("name");
		System.out.println(name);
	}catch(Exception ex){
		ex.printStackTrace();
	}finally{
		if(jedis != null){
			//关闭连接
			jedis.close();
		}
	}
	
}

详细的连接池配置参数参考下节jedis和spring整合中applicationContext.xml的配置内容。

2.5.4.jedis与spring整合 配置spring配置文件applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
	<!-- 最大连接数 -->
	<property name="maxTotal" value="30" />
	<!-- 最大空闲连接数 -->
	<property name="maxIdle" value="10" />
	<!-- 每次释放连接的最大数目 -->
	<property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" />
	<!-- 释放连接的扫描间隔(毫秒) -->
	<property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
	<!-- 连接最小空闲时间 -->
	<property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" />
	<!-- 连接空闲多久后释放, 当空闲时间>该值 且 空闲连接>最大空闲连接数 时直接释放 -->
	<property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" />
	<!-- 获取连接时的最大等待毫秒数,小于零:阻塞不确定的时间,默认-1 -->
	<property name="maxWaitMillis" value="1500" />
	<!-- 在获取连接的时候检查有效性, 默认false -->
	<property name="testOnBorrow" value="true" />
	<!-- 在空闲时检查有效性, 默认false -->
	<property name="testWhileIdle" value="true" />
	<!-- 连接耗尽时是否阻塞, false报异常,ture阻塞直到超时, 默认true -->
	<property name="blockWhenExhausted" value="false" />
</bean>

<!-- redis单机 通过连接池 -->
<bean id="jedisPool" class="redis.clients.jedis.JedisPool" destroy-method="close">
	<constructor-arg name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig"/>
	<constructor-arg name="host" value="192.168.25.145"/>
	<constructor-arg name="port" value="6379"/>
</bean>

测试代码: private ApplicationContext applicationContext;

@Before
public void init() {
	applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(
			"classpath:applicationContext.xml");
}

@Test
public void testJedisPool() {
JedisPool pool = (JedisPool) applicationContext.getBean("jedisPool");
		try  {
		jedis = pool.getResource();
		
		jedis.set("name", "lisi");
		String name = jedis.get("name");
		System.out.println(name);
	}catch(Exception ex){
		ex.printStackTrace();
	}finally{
		if(jedis != null){
			//关闭连接
			jedis.close();
		}
	}
}

3.redis集群 3.1.集群原理 3.1.1.redis-cluster架构图

架构细节: (1)所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽. (2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效. (3)客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可 (4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽,当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时,redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果,然后把结果对 16384 求余数,这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽,redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点 3.1.2.redis-cluster投票:容错

(1)领着投票过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为当前master节点挂掉. (2):什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)? a:如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态. ps : redis-3.0.0.rc1加入cluster-require-full-coverage参数,默认关闭,打开集群兼容部分失败. b:如果集群超过半数以上master挂掉,无论是否有slave集群进入fail状态. ps:当集群不可用时,所有对集群的操作做都不可用,收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)错误

3.2.ruby环境 redis集群管理工具redis-trib.rb依赖ruby环境,首先需要安装ruby环境:

安装ruby yum install ruby yum install rubygems

安装ruby和redis的接口程序 拷贝redis-3.0.0.gem至/usr/local下 执行: gem install /usr/local/redis-3.0.0.gem

3.3.创建集群: 3.3.1.集群结点规划 这里在同一台服务器用不同的端口表示不同的redis服务器,如下: 主节点:192.168.101.3:7001 192.168.101.3:7002 192.168.101.3:7003 从节点:192.168.101.3:7004 192.168.101.3:7005 192.168.101.3:7006

在/usr/local下创建redis-cluster目录,其下创建7001、7002。。7006目录,如下:

将redis安装目录bin下的文件拷贝到每个700X目录内,同时将redis源码目录src下的redis-trib.rb拷贝到redis-cluster目录下。

修改每个700X目录下的redis.conf配置文件:

port XXXX #bind 192.168.101.3 cluster-enabled yes

3.3.2.启动每个结点redis服务

分别进入7001、7002、…7006目录,执行: ./redis-server ./redis.conf

查看redis进程:

3.3.3.执行创建集群命令 执行redis-trib.rb,此脚本是ruby脚本,它依赖ruby环境。

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.101.3:7001 192.168.101.3:7002 192.168.101.3:7003 192.168.101.3:7004 192.168.101.3:7005 192.168.101.3:7006 ./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.131.102:7001 192.168.131.102:7002 192.168.131.102:7003 192.168.131.102:7004 192.168.131.102:7005 192.168.131.102:7006

说明: redis集群至少需要3个主节点,每个主节点有一个从节点总共6个节点 replicas指定为1表示每个主节点有一个从节点

注意: 如果执行时报如下错误: [ERR] Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0 解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf,如果不行则说明现在创建的结点包括了旧集群的结点信息,需要删除redis的持久化文件后再重启redis,比如:appendonly.aof、dump.rdb

创建集群输出如下:

Creating cluster Connecting to node 192.168.101.3:7001: OK Connecting to node 192.168.101.3:7002: OK Connecting to node 192.168.101.3:7003: OK Connecting to node 192.168.101.3:7004: OK Connecting to node 192.168.101.3:7005: OK Connecting to node 192.168.101.3:7006: OK Performing hash slots allocation on 6 nodes… Using 3 masters: 192.168.101.3:7001 192.168.101.3:7002 192.168.101.3:7003 Adding replica 192.168.101.3:7004 to 192.168.101.3:7001 Adding replica 192.168.101.3:7005 to 192.168.101.3:7002 Adding replica 192.168.101.3:7006 to 192.168.101.3:7003 M: cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7001 slots:0-5460 (5461 slots) master M: 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841 192.168.101.3:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master M: 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65 192.168.101.3:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master S: 69d94b4963fd94f315fba2b9f12fae1278184fe8 192.168.101.3:7004 replicates cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 S: d2421a820cc23e17a01b597866fd0f750b698ac5 192.168.101.3:7005 replicates 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841 S: 444e7bedbdfa40714ee55cd3086b8f0d5511fe54 192.168.101.3:7006 replicates 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65 Can I set the above configuration? (type ‘yes’ to accept): yes Nodes configuration updated Assign a different config epoch to each node Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster Waiting for the cluster to join… Performing Cluster Check (using node 192.168.101.3:7001) M: cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7001 slots:0-5460 (5461 slots) master M: 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841 192.168.101.3:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master M: 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65 192.168.101.3:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master M: 69d94b4963fd94f315fba2b9f12fae1278184fe8 192.168.101.3:7004 slots: (0 slots) master replicates cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 M: d2421a820cc23e17a01b597866fd0f750b698ac5 192.168.101.3:7005 slots: (0 slots) master replicates 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841 M: 444e7bedbdfa40714ee55cd3086b8f0d5511fe54 192.168.101.3:7006 slots: (0 slots) master replicates 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65 [OK] All nodes agree about slots configuration. Check for open slots… Check slots coverage… [OK] All 16384 slots covered.

3.4.查询集群信息 集群创建成功登陆任意redis结点查询集群中的节点情况。

客户端以集群方式登陆:

说明: ./redis-cli -c -h 192.168.101.3 -p 7001 ,其中-c表示以集群方式连接redis,-h指定ip地址,-p指定端口号 cluster nodes 查询集群结点信息

cluster info 查询集群状态信息

3.5.添加主节点 集群创建成功后可以向集群中添加节点,下面是添加一个master主节点 添加7007结点,参考集群结点规划章节添加一个“7007”目录作为新节点。

执行下边命令: ./redis-trib.rb add-node 192.168.101.3:7007 192.168.101.3:7001

查看集群结点发现7007已添加到集群中:

3.5.1.hash槽重新分配 添加完主节点需要对主节点进行hash槽分配这样该主节才可以存储数据。 redis集群有16384个槽,集群中的每个结点分配自已槽,通过查看集群结点可以看到槽占用情况。

给刚添加的7007结点分配槽:

第一步:连接上集群 ./redis-trib.rb reshard 192.168.101.3:7001(连接集群中任意一个可用结点都行)

第二步:输入要分配的槽数量

输入 500表示要分配500个槽

第三步:输入接收槽的结点id

这里准备给7007分配槽,通过cluster nodes查看7007结点id为15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb 输入:15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

第四步:输入源结点id

这里输入all

第五步:输入yes开始移动槽到目标结点id

3.6.添加从节点

集群创建成功后可以向集群中添加节点,下面是添加一个slave从节点。 添加7008从结点,将7008作为7007的从结点。

./redis-trib.rb add-node --slave --master-id 主节点id 添加节点的ip和端口 集群中已存在节点ip和端口

执行如下命令: ./redis-trib.rb add-node --slave --master-id cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7008 192.168.101.3:7001 cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 是7007结点的id,可通过cluster nodes查看。

注意:如果原来该结点在集群中的配置信息已经生成cluster-config-file指定的配置文件中(如果cluster-config-file没有指定则默认为nodes.conf),这时可能会报错: [ERR] Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0 解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf,删除后再执行./redis-trib.rb add-node指令

查看集群中的结点,刚添加的7008为7007的从节点:

3.7.删除结点:

./redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7005 4b45eb75c8b428fbd77ab979b85080146a9bc017

删除已经占有hash槽的结点会失败,报错如下: [ERR] Node 127.0.0.1:7005 is not empty! Reshard data away and try again.

需要将该结点占用的hash槽分配出去(参考hash槽重新分配章节)。

3.8.jedisCluster 3.8.1.测试代码

// 连接redis集群 @Test public void testJedisCluster() {

	JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
	// 最大连接数
	config.setMaxTotal(30);
	// 最大连接空闲数
	config.setMaxIdle(2);

	//集群结点
	Set<HostAndPort> jedisClusterNode = new HashSet<HostAndPort>();
	jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7001));
	jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7002));
	jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7003));
	jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7004));
	jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7005));
	jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7006));
	JedisCluster jc = new JedisCluster(jedisClusterNode, config);
	
	JedisCluster jcd = new JedisCluster(jedisClusterNode);
	jcd.set("name", "zhangsan");
	String value = jcd.get("name");
	System.out.println(value);
}

3.8.2.使用spring

配置applicationContext.xml

<bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
	<!-- 最大连接数 -->
	<property name="maxTotal" value="30" />
	<!-- 最大空闲连接数 -->
	<property name="maxIdle" value="10" />
	<!-- 每次释放连接的最大数目 -->
	<property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" />
	<!-- 释放连接的扫描间隔(毫秒) -->
	<property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
	<!-- 连接最小空闲时间 -->
	<property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" />
	<!-- 连接空闲多久后释放, 当空闲时间>该值 且 空闲连接>最大空闲连接数 时直接释放 -->
	<property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" />
	<!-- 获取连接时的最大等待毫秒数,小于零:阻塞不确定的时间,默认-1 -->
	<property name="maxWaitMillis" value="1500" />
	<!-- 在获取连接的时候检查有效性, 默认false -->
	<property name="testOnBorrow" value="true" />
	<!-- 在空闲时检查有效性, 默认false -->
	<property name="testWhileIdle" value="true" />
	<!-- 连接耗尽时是否阻塞, false报异常,ture阻塞直到超时, 默认true -->
	<property name="blockWhenExhausted" value="false" />
</bean>	
<!-- redis集群 -->
<bean id="jedisCluster" class="redis.clients.jedis.JedisCluster">
	<constructor-arg index="0">
		<set>
			<bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
				<constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg>
				<constructor-arg index="1" value="7001"></constructor-arg>
			</bean>
			<bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
				<constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg>
				<constructor-arg index="1" value="7002"></constructor-arg>
			</bean>
			<bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
				<constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg>
				<constructor-arg index="1" value="7003"></constructor-arg>
			</bean>
			<bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
				<constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg>
				<constructor-arg index="1" value="7004"></constructor-arg>
			</bean>
			<bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
				<constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg>
				<constructor-arg index="1" value="7005"></constructor-arg>
			</bean>
			<bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
				<constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg>
				<constructor-arg index="1" value="7006"></constructor-arg>
			</bean>
		</set>
	</constructor-arg>
	<constructor-arg index="1" ref="jedisPoolConfig"></constructor-arg>
</bean>

测试代码 private ApplicationContext applicationContext;

@Before
public void init() {
	applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(
			"classpath:applicationContext.xml");
}

//redis集群
@Test
public void testJedisCluster() {
JedisCluster jedisCluster = (JedisCluster) applicationContext
				.getBean("jedisCluster");
		
		jedisCluster.set("name", "zhangsan");
		String value = jedisCluster.get("name");
		System.out.println(value);
}

4.系统添加缓存逻辑 添加缓存逻辑的原则:缓存逻辑不能影响正常的业务逻辑执行。 4.1.添加缓存后系统架构

4.2.首页大广告位添加缓存 4.2.1.缓存逻辑 查询内容时先到redis中查询是否有改信息,如果有使用redis中的数据,如果没有查询数据库,然后将数据缓存至redis。返回结果。 2、要添加缓存的位置为: ContentServiceImpl.java 3、实现步骤 a)先创建一个key,对应一个hash数据类型 b)在hash中缓存数据,每条数据对应的key为cid c)把内容列表转换成json数据存储。 4.2.2.缓存实现 @Override public TaotaoResult getContentList(long cid) throws Exception{ //缓存逻辑,先判断缓存中是否有内容 try { String contentStr = cluster.hget(TB_CONTENT_KEY, cid + “”); if (!StringUtils.isBlank(contentStr)) { //把json字符串转换成对象列表 List list = JsonUtils.jsonToList(contentStr, TbContent.class); //返回结果 return TaotaoResult.ok(list); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); //缓存不能影响正常逻辑 } //从数据库中加载数据 TbContentExample example = new TbContentExample(); //添加条件 Criteria criteria = example.createCriteria(); criteria.andCategoryIdEqualTo(cid); List list = contentMapper.selectByExample(example);

	//把结果添加到redis数据库中
	try {
		cluster.hset(TB_CONTENT_KEY, cid + "", JsonUtils.objectToJson(list));
	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
		//缓存不能影响正常逻辑
	}
	
	//返回结果
	return TaotaoResult.ok(list);
}

4.3.商品分类列表缓存 课后作业

5.缓存同步 5.1.同步逻辑分析 当数据库中的内容信息发生改变后,例如首页大广告为的广告内容发生变化后,如何实现redis中的数据同步更新呢?可以在taotao-rest工程中发布一个服务,就是专门同步数据用的,其实只需要把缓存中的数据清空即可。当管理后台更新了内容信息后,需要调用此服务。

5.2.服务实现 5.2.1.Mapper 此服务不需要mapper内容。只需要JedisCluster对象。

5.2.2.Service 使用JedisCluster清空对应的cid的内容即可。 @Service public class ClearCacheServiceImpl implements ClearCacheService {

@Autowired
private JedisCluster cluster;
@Value("${TB_CONTENT_KEY}")
private String TB_CONTENT_KEY;

@Override
public TaotaoResult clearContentCache(Long cid) throws Exception {
	//删除cid对应的内容
	cluster.hdel(TB_CONTENT_KEY, cid.toString());
	return TaotaoResult.ok();
}

}

5.2.3.Controller @Controller @RequestMapping("/content") public class ContentController {

@Autowired
private ContentService contentService;

@RequestMapping("/category/{cid}")
@ResponseBody
public TaotaoResult getContentList(@PathVariable Long cid) {
	TaotaoResult result = null;
	try {
		result = contentService.getContentList(cid);
	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
		return TaotaoResult.build(500, e.getMessage());
	}
	return result;
}

}

5.2.4.内容更新逻辑 更新内容后调用taotao-rest服务清空缓存。

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