SSM项目与Redis整合以及Redis注解式开发以及Redis击穿穿透雪崩

前言

一、SSM项目整合Redis

1.导入pom依赖

2.Spring-redis相关配置

3.Spring上下文配置

二、redis注解式缓存

1.@Cacheable 注解

2.@CachePut 注解

3.@CacheEvict 注解

三、redis击穿、穿透、雪崩

1. 缓存击穿

2. 缓存穿透

3. 缓存雪崩

前言

当将SSM项目与Redis整合，并使用Redis注解式开发时，避免缓存击穿、缓存穿透和缓存雪崩是至关重要的。下面我将为你写一篇详细的博客，涵盖这些内容。

一、SSM项目整合Redis

在SSM项目中，将Redis作为缓存，可以大大提高系统的性能和吞吐量。整合过程主要包括引入依赖、配置Redis连接等进行进行操作。

1.导入pom依赖

<redis.version>2.9.0</redis.version>
<redis.spring.version>1.7.1.RELEASE</redis.spring.version>

<dependency>
	<groupId>redis.clients</groupId>
	<artifactId>jedis</artifactId>
	<version>${redis.version}</version>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>org.springframework.data</groupId>
	<artifactId>spring-data-redis</artifactId>
	<version>${redis.spring.version}</version>
</dependency>

2.Spring-redis相关配置

配置文件redis.properties

redis.hostName=192.168.195.139
redis.port=6379
redis.password=123456
redis.timeout=10000
redis.maxIdle=300
redis.maxTotal=1000
redis.maxWaitMillis=1000
redis.minEvictableIdleTimeMillis=300000
redis.numTestsPerEvictionRun=1024
redis.timeBetweenEvictionRunsMillis=30000
redis.testOnBorrow=true
redis.testWhileIdle=true
redis.expiration=3600

Spring-redis.xml

注册 redis.properties
配置数据源
连接工厂
配置序列化
配置redis的key生成策略

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:cache="http://www.springframework.org/schema/cache"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context
       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
       http://www.springframework.org/schema/cache
       http://www.springframework.org/schema/cache/spring-cache.xsd">

    <!-- 1. 引入properties配置文件 -->
    <!--<context:property-placeholder location="classpath:redis.properties" />-->

    <!-- 2. redis连接池配置-->
    <bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
        <!--最大空闲数-->
        <property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}"/>
        <!--连接池的最大数据库连接数  -->
        <property name="maxTotal" value="${redis.maxTotal}"/>
        <!--最大建立连接等待时间-->
        <property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWaitMillis}"/>
        <!--逐出连接的最小空闲时间 默认1800000毫秒(30分钟)-->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="${redis.minEvictableIdleTimeMillis}"/>
        <!--每次逐出检查时 逐出的最大数目 如果为负数就是 : 1/abs(n), 默认3-->
        <property name="numTestsPerEvictionRun" value="${redis.numTestsPerEvictionRun}"/>
        <!--逐出扫描的时间间隔(毫秒) 如果为负数,则不运行逐出线程, 默认-1-->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="${redis.timeBetweenEvictionRunsMillis}"/>
        <!--是否在从池中取出连接前进行检验,如果检验失败,则从池中去除连接并尝试取出另一个-->
        <property name="testOnBorrow" value="${redis.testOnBorrow}"/>
        <!--在空闲时检查有效性, 默认false  -->
        <property name="testWhileIdle" value="${redis.testWhileIdle}"/>
    </bean>

    <!-- 3. redis连接工厂 -->
    <bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory"
          destroy-method="destroy">
        <property name="poolConfig" ref="poolConfig"/>
        <!--IP地址 -->
        <property name="hostName" value="${redis.hostName}"/>
        <!--端口号  -->
        <property name="port" value="${redis.port}"/>
        <!--如果Redis设置有密码  -->
        <property name="password" value="${redis.password}"/>
        <!--客户端超时时间单位是毫秒  -->
        <property name="timeout" value="${redis.timeout}"/>
    </bean>

    <!-- 4. redis操作模板,使用该对象可以操作redis
        hibernate课程中hibernatetemplete，相当于session，专门操作数据库。
    -->
    <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
        <property name="connectionFactory" ref="connectionFactory"/>
        <!--如果不配置Serializer，那么存储的时候缺省使用String，如果用User类型存储，那么会提示错误User can't cast to String！！  -->
        <property name="keySerializer">
            <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
        </property>
        <property name="valueSerializer">
            <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer"/>
        </property>
        <property name="hashKeySerializer">
            <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
        </property>
        <property name="hashValueSerializer">
            <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer"/>
        </property>
        <!--开启事务  -->
        <property name="enableTransactionSupport" value="true"/>
    </bean>

    <!--  5.配置缓存管理器  -->
    <bean id="redisCacheManager" class="org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager">
        <constructor-arg name="redisOperations" ref="redisTemplate"/>
        <!--redis缓存数据过期时间单位秒-->
        <property name="defaultExpiration" value="${redis.expiration}"/>
        <!--是否使用缓存前缀，与cachePrefix相关-->
        <property name="usePrefix" value="true"/>
        <!--配置缓存前缀名称-->
        <property name="cachePrefix">
            <bean class="org.springframework.data.redis.cache.DefaultRedisCachePrefix">
                <constructor-arg index="0" value="-cache-"/>
            </bean>
        </property>
    </bean>

    <!--6.配置缓存生成键名的生成规则-->
    <bean id="cacheKeyGenerator" class="com.ctb.ssm.redis.CacheKeyGenerator"></bean>

    <!--7.启用缓存注解功能-->
    <cache:annotation-driven cache-manager="redisCacheManager" key-generator="cacheKeyGenerator"/>
</beans>

注意：redis.properties与jdbc.properties在与Spring做整合时会发生冲突；所以引入配置文件的地方要放到SpringContext.xml中

3.Spring上下文配置

SpringContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <!--1. 引入外部多文件方式 -->
    <bean id="propertyConfigurer"
          class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
        <property name="systemPropertiesModeName" value="SYSTEM_PROPERTIES_MODE_OVERRIDE" />
        <property name="ignoreResourceNotFound" value="true" />
        <property name="locations">
            <list>
                <value>classpath:jdbc.properties</value>
                <value>classpath:redis.properties</value>
            </list>
        </property>
    </bean>
    <!--引入mybatis的相关配置文件-->
    <import resource="applicationContext-mybatis.xml"></import>
    <!--spring管理ehcache对应配置文件-->
    <import resource="applicationContext-ehcache.xml"></import>
    <!--spring管理redis对应配置文件-->
    <import resource="applicationContext-redis.xml"></import>
    <import resource="applicationContext-shiro.xml"/>
</beans>

二、redis注解式缓存

首先需要一个缓冲策略类，用于存储信息

package com.ctb.ssm.redis;
 
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator;
import org.springframework.util.ClassUtils;
 
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Method;
 
@Slf4j
public class CacheKeyGenerator implements KeyGenerator {
    // custom cache key
    public static final int NO_PARAM_KEY = 0;
    public static final int NULL_PARAM_KEY = 53;
 
    @Override
    public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
        StringBuilder key = new StringBuilder();
        key.append(target.getClass().getSimpleName()).append(".").append(method.getName()).append(":");
        if (params.length == 0) {
            key.append(NO_PARAM_KEY);
        } else {
            int count = 0;
            for (Object param : params) {
                if (0 != count) {//参数之间用,进行分隔
                    key.append(',');
                }
                if (param == null) {
                    key.append(NULL_PARAM_KEY);
                } else if (ClassUtils.isPrimitiveArray(param.getClass())) {
                    int length = Array.getLength(param);
                    for (int i = 0; i < length; i++) {
                        key.append(Array.get(param, i));
                        key.append(',');
                    }
                } else if (ClassUtils.isPrimitiveOrWrapper(param.getClass()) || param instanceof String) {
                    key.append(param);
                } else {//Java一定要重写hashCode和eqauls
                    key.append(param.hashCode());
                }
                count++;
            }
        }
 
        String finalKey = key.toString();
//        IEDA要安装lombok插件
        log.debug("using cache key={}", finalKey);
        return finalKey;
    }
}

1.@Cacheable 注解

配置在方法或类上，作用：本方法执行后，先去缓存看有没有数据，如果没有，从数据库中查找出来，给缓存中存一份，返回结果，下次本方法执行，在缓存未过期情况下，先在缓存中查找，有的话直接返回，没有的话从数据库查找

value：缓存位置的一段名称，不能为空
key：缓存的key，默认为空，表示使用方法的参数类型及参数值作为key，支持SpEL
condition：触发条件，满足条件就加入缓存，默认为空，表示全部都加入缓存，支持SpEL

@Cacheable测试代码

@Cacheable(value = "user-clz",key = "'clz:'+#cid",condition = "#cid < 4")
Clazz selectByPrimaryKey(Integer cid);

测试类

package com.ctb.shiro;
 
import com.ctb.ssm.biz.ClazzBiz;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;
 
 
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations={"classpath:applicationContext.xml"})
public class ClazzBizTest {
    @Autowired
    private ClazzBiz clazzBiz;
 
    @Test
    public void test1(){
        System.out.println(clazzBiz.selectByPrimaryKey(10));
        System.out.println(clazzBiz.selectByPrimaryKey(10));
    }
 
}

结果：redis中有数据，则访问redis；如果没有数据，则访问MySQL；

2.@CachePut 注解

类似于更新操作，即每次不管缓存中有没有结果，都从数据库查找结果，并将结果更新到缓存，并返回结果

value： 缓存的名称，在 spring 配置文件中定义，必须指定至少一个 
key： 缓存的 key，可以为空，如果指定要按照 SpEL 表达式编写，如果不指定，则缺省按照方法的所有参数进行组合 
condition： 缓存的条件，可以为空，使用 SpEL 编写，返回 true 或者 false，只有为 true 才进行缓存

@CachePut测试代码

 @Cacheable(value = "clz",key = "'cid:'+#cid",condition = "#cid > 5")
    Clazz selectByPrimaryKey(Integer cid);

测试类

@Test
    public void test2(){
//        测试 Cacheput 中的 key
        System.out.println(clazzBiz.selectByPrimaryKey(4));
        System.out.println(clazzBiz.selectByPrimaryKey(4));
    }

结果：只存不取

3.@CacheEvict 注解

用来清除用在本方法或者类上的缓存数据（用在哪里清除哪里）

value：缓存位置的一段名称，不能为空
key：缓存的key，默认为空，表示使用方法的参数类型及参数值作为key，支持SpEL
condition：触发条件，满足条件就加入缓存，默认为空，表示全部都加入缓存，支持SpEL
allEntries：true表示清除value中的全部缓存，默认为false

@CacheEvict测试代码

 @CacheEvict(value = "user-clz-put",allEntries = true)   // 删除以 user-clz-put开头的 缓存
    int deleteByPrimaryKey(Integer cid);

测试类

 @Test
    public void test3(){
//        测试 CacheEvict 中的 key
        clazzBiz.deleteByPrimaryKey(4);
    }

结果：可以配置删除指定缓存数据，也可以删除符合规则的所有缓存数据；

三、redis击穿、穿透、雪崩

1. 缓存击穿

问题描述：缓存击穿是指当某个热点数据失效后，大量并发请求直接打到数据库上，造成数据库压力激增。

解决方案：

使用互斥锁（Mutex Lock）或分布式锁（Distributed Lock）来保护对数据库的访问，确保只有一个线程可以进行数据库查询操作。
针对热点数据，设置永不过期的缓存策略，或者使用预加载机制，在数据失效之前提前刷新缓存。

2. 缓存穿透

问题描述：缓存穿透是指恶意或不存在的请求经过缓存直接访问数据库，由于缓存中没有相关数据，每次请求都会直接查询数据库，导致数据库负载过大。

解决方案：

使用布隆过滤器（Bloom Filter）等技术来识别不存在的数据，避免对数据库造成压力。
对不存在的数据也进行缓存，但设置较短的过期时间，避免无效数据长时间存放在缓存中。

3. 缓存雪崩

问题描述：缓存雪崩是指当缓存中大量的数据同时失效，导致大量请求直接打到数据库上，引起数据库压力骤增。

解决方案：

设置缓存数据过期时间错开，通过随机的方式为缓存设置过期时间，避免大量缓存同时失效。
使用热点数据永不过期的方式，或者预先设置好热点数据的缓存过期时间，确保重要数据的稳定性。