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Redis缓存工具封装实现

2023-07-13 12:15未知服务器之家 数据库技术

1. 方法要求 在这个工具类中我们完成四个方法： 方法①：将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置TTL过期时间 方法②：将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置逻辑过期时间，

1. 方法要求

在这个工具类中我们完成四个方法：

  • 方法①：将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置TTL过期时间
  • 方法②：将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置逻辑过期时间，用于处理缓存击穿问题
  • 方法③：根据指定的key查询缓存，并反序列化为指定类型，利用缓存空值的方式解决缓存穿透问题
  • 方法④：根据指定的key查询缓存，并反序列化为指定类型，需要利用逻辑过期解决缓存击穿问题

我们新建一个类，先把大致框架写出来，方法的参数可以边写边完善，但是我的方法参数已经完善好了：

@Component
public class CacheClient {

    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    //方法一
    public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
    }

    //方法二
    public void setWithLogicExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
    }

    //方法三
    public <R, ID> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,
                                          Long time, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
    }

    //方法四
    public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(String prefix, ID id, String lockPre, Class<R> type,
                                            Long time, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
    }

    //线程池
    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    //获取锁
    private boolean tryLock(String key) {
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }

    //释放锁
    private void unLock(String key) {
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}

接下来我们可以不断完善这些方法。

1.1 方法一

public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit);
}

1.2 方法二

public void setWithLogicExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
    RedisData redisData = new RedisData();
    redisData.setData(value);
    redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time)));
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
}

1.3 方法三

public <R, ID> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,
                                          Long time, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
    String key = keyPrefix + id;
    //1.从redis中查询商铺缓存
    String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
    //2.判断是否存在
    if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
        //2.1.存在
        return JSONUtil.toBean(json, type);
    }
    //2.2.不存在
    //判断是否为空值
    if (json != null) {
        //不为null，则必为空
        return null;
    }
    //3.查询数据库
    R r = dbFallback.apply(id);
    if (r == null) {
        //3.1.不存在，缓存空值
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
    } else {
        //3.2.存在，缓存数据
        this.set(key, r, time, unit);
    }
    return r;
}

方法三用到了函数式编程，这里非常巧妙，顺便再贴一下调用方法是怎样调用的：

Shop shop = cacheClient.queryWithPassThrough(CACHE_SHOP_KEY,id,Shop.class,CACHE_SHOP_TTL,TimeUnit.MINUTES,this::getById);

1.4 方法四

public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(String prefix, ID id, String lockPre, Class<R> type,
                                            Long time, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
    //1.从redis查询商铺缓存
    String key = prefix + id;
    String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
    //2.判断是否存在
    if (StrUtil.isBlank(json)) {
        //未命中，直接返回空
        return null;
    }
    //3.命中，判断是否过期
    RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
    R r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
    if (redisData.getExpireTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
        //3.1未过期,直接返回店铺信息
        return r;
    }
    //3.2.已过期，缓存重建
    //3.3.获取锁
    String lockKey = lockPre + id;
    boolean flag = tryLock(lockKey);
    if (flag) {
        //3.4.获取成功
        //4再次检查redis缓存是否过期，做double check
        json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //4.1.判断是否存在
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            //未命中，直接返回空
            return null;
        }
        //4.2.命中，判断是否过期
        redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
        if (redisData.getExpireTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            //4.3.未过期,直接返回店铺信息
            return r;
        }
        //4.4过期，返回旧数据
        CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
            //5.重建缓存
            try {
                R r1 = dbFallback.apply(id);
                this.setWithLogicExpire(key, r1, time, unit);
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
                //释放锁
                unLock(lockKey);
            }
        });
    }
    //7.获取失败,返回旧数据
    return r;
}

2. 完整工具类代码

@Component
@Slf4j
public class CacheClient {

    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit);
    }

    public void setWithLogicExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(value);
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time)));
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

    public <R, ID> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,
                                          Long time, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
        String key = keyPrefix + id;
        //1.从redis中查询商铺缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            //2.1.存在
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }
        //2.2.不存在
        //判断是否为空值
        if (json != null) {
            //不为null，则必为空
            return null;
        }
        //3.查询数据库
        R r = dbFallback.apply(id);
        if (r == null) {
            //3.1.不存在，缓存空值
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        } else {
            //3.2.存在，缓存数据
            this.set(key, r, time, unit);
        }
        return r;
    }

    public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(String prefix, ID id, String lockPre, Class<R> type,
                                            Long time, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
        //1.从redis查询商铺缓存
        String key = prefix + id;
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2.判断是否存在
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            //未命中，直接返回空
            return null;
        }
        //3.命中，判断是否过期
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        R r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
        if (redisData.getExpireTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
            //3.1未过期,直接返回店铺信息
            return r;
        }
        //3.2.已过期，缓存重建
        //3.3.获取锁
        String lockKey = lockPre + id;
        boolean flag = tryLock(lockKey);
        if (flag) {
            //3.4.获取成功
            //4再次检查redis缓存是否过期，做double check
            json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
            //4.1.判断是否存在
            if (StrUtil.isBlank(json)) {
                //未命中，直接返回空
                return null;
            }
            //4.2.命中，判断是否过期
            redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
            r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
            if (redisData.getExpireTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
                //4.3.未过期,直接返回店铺信息
                return r;
            }
            //4.4过期，返回旧数据
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                //5.重建缓存
                try {
                    R r1 = dbFallback.apply(id);
                    this.setWithLogicExpire(key, r1, time, unit);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                } finally {
                    //释放锁
                    unLock(lockKey);
                }
            });
        }
        //7.获取失败,返回旧数据
        return r;
    }

    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    //获取锁
    private boolean tryLock(String key) {
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }

    //释放锁
    private void unLock(String key) {
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}

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