Redis 工具类 与 Redis 布隆过滤器

news2024/11/18 1:50:03

Redis 工具类

1. 核心依赖

<!--redis-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>31.1-jre</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.31</version>
</dependency>

2. 序列化

public class FastJsonRedisSerializer<T> implements RedisSerializer<T> {
 
    public static final Charset DEFAULT_CHARSET = Charset.forName("UTF-8");
 
    private Class<T> clazz;
 
    static {
        ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
    }
 
    public FastJsonRedisSerializer(Class<T> clazz) {
        super();
        this.clazz = clazz;
    }
 
    @Override
    public byte[] serialize(T t) throws SerializationException {
        if (t == null) {
            return new byte[0];
        }
        return JSON.toJSONString(t, SerializerFeature.WriteClassName).getBytes(DEFAULT_CHARSET);
    }
 
    @Override
    public T deserialize(byte[] bytes) throws SerializationException {
        if (bytes == null || bytes.length <= 0) {
            return null;
        }
        String str = new String(bytes, DEFAULT_CHARSET);
        return JSON.parseObject(str, clazz);
    }

    protected JavaType getJavaType(Class<?> clazz)
    {
        return TypeFactory.defaultInstance().constructType(clazz);
    }
}
@Configuration
public class RedisSerializeConfig {

    @Bean
    @SuppressWarnings(value = { "unchecked", "rawtypes" })
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<Object, Object>();
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);
        FastJsonRedisSerializer serializer = new FastJsonRedisSerializer(Object.class);
        // 使用StringRedisSerializer来序列化和反序列化redis的key值
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(serializer);
        // Hash的key也采用StringRedisSerializer的序列化方式
        template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setHashValueSerializer(serializer);
        template.afterPropertiesSet();
        return template;
    }
}

3. 布隆过滤器

/**
 * 算法过程:
 * 1. 首先需要k个hash函数,每个函数可以把key散列成为1个整数
 * 2. 初始化时,需要一个长度为n比特的数组,每个比特位初始化为0
 * 3. 某个key加入集合时,用k个hash函数计算出k个散列值,并把数组中对应的比特位置为1
 * 4. 判断某个key是否在集合时,用k个hash函数计算出k个散列值,并查询数组中对应的比特位,如果所有的比特位都是1,认为在集合中。
 **/
@Component
public class BloomFilterHelper<T> {

    private int numHashFunctions;

    private int bitSize;

    private Funnel<T> funnel;

    private static final int NUM_BITS = (int) 1e4;
    private static final double RATE = 0.03;//不存在误判为存在的概率

    private static void funnel(@Nullable Object o, PrimitiveSink primitiveSink) {
        primitiveSink.putBytes(o.toString().getBytes());
    }

    public BloomFilterHelper() {
        this((Funnel) BloomFilterHelper::funnel, NUM_BITS, RATE);
    }
    public BloomFilterHelper(Funnel<T> funnel, int expectedInsertions, double fpp) {
        this.funnel = funnel;
        // 计算bit数组长度
        bitSize = optimalNumOfBits(expectedInsertions, fpp);
        // 计算hash方法执行次数
        numHashFunctions = optimalNumOfHashFunctions(expectedInsertions, bitSize);
    }

    public int[] getHashOffset() {
        return new int[numHashFunctions];
    }

    public int[] murmurHashOffset(T value) {
        int[] offset = new int[numHashFunctions];

        long hash64 = Hashing.murmur3_128().hashObject(value, funnel).asLong();
        int hash1 = (int) hash64;
        int hash2 = (int) (hash64 >>> 32);
        for (int i = 1; i <= numHashFunctions; i++) {
            int nextHash = hash1 + i * hash2;
            if (nextHash < 0) {
                nextHash = ~nextHash;
            }
            offset[i - 1] = nextHash % bitSize;
        }
        return offset;
    }

    /**
     * 计算bit数组长度
     */
    private int optimalNumOfBits(long n, double p) {
        if (p == 0) {
            // 设定最小期望长度
            p = Double.MIN_VALUE;
        }
        return (int) (-n * Math.log(p) / (Math.log(2) * Math.log(2)));
    }

    /**
     * 计算hash方法执行次数
     */
    private int optimalNumOfHashFunctions(long n, long m) {
        return Math.max(1, (int) Math.round((double) m / n * Math.log(2)));
    }
}
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class RedisBloomFilter {

    private final RedisTemplate redisTemplate;

    private final BloomFilterHelper bloomFilterHelper;

    public void init(String bloomFilterName) {
        int[] offset = bloomFilterHelper.getHashOffset();
        for (int i : offset) {
            redisTemplate.opsForValue().setBit(bloomFilterName, i, true);
        }
    }

    /**
     * 根据给定的布隆过滤器添加值
     */
    public <T> void add(String bloomFilterName, T value) {
        int[] offset = bloomFilterHelper.murmurHashOffset(value);
        for (int i : offset) {
            redisTemplate.opsForValue().setBit(bloomFilterName, i, true);
        }
    }

    /**
     * 根据给定的布隆过滤器判断值是否存在
     */
    public <T> boolean contains(String bloomFilterName, T value) {
        int[] offset = bloomFilterHelper.murmurHashOffset(value);
        for (int i : offset) {
            if (!redisTemplate.opsForValue().getBit(bloomFilterName, i)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

}

4. Redis工具类

@Component
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
@SuppressWarnings(value = { "unchecked", "rawtypes" })
public class RedisCache {

    private final RedisTemplate redisTemplate;

    private final RedisBloomFilter redisBloomFilter;

    /**
     * 设置有效时间
     *
     * @param key Redis键
     * @param timeout 超时时间
     * @return true=设置成功;false=设置失败
     */
    public Boolean expire(final String key, final long timeout, final TimeUnit timeUnit) {
        log.info("为 Redis 的键值设置超时时间\t[{}]-[{}  {}]", key, timeout, timeUnit.name());
        return redisTemplate.expire(key, timeout, timeUnit);
    }

    /**
     * 原子设置过期时间
     * @param key
     * @param value
     * @param timeout
     */
    public <T> void execute(final String key, final T value, final long timeout, final TimeUnit timeUnit) {
        log.info("尝试存入 Redis\t[{}]-[{}],超时时间:[{}  {}]", key, value, timeout, timeUnit.name());
        redisTemplate.execute(new SessionCallback() {
            @Override
            public Object execute(RedisOperations redisOperations) throws DataAccessException {
                redisOperations.multi();
                redisOperations.opsForValue().set(key, value);
                redisOperations.expire(key, timeout, timeUnit);
                return redisOperations.exec();
            }
        });
    }

    /**
     *  获得对象的剩余存活时间
     * @param key 键
     * @return 剩余存活时间
     */
    public long getKeyTTL(final String key, final TimeUnit timeUnit) {
        int ttl = Math.toIntExact(redisTemplate.opsForValue().getOperations().getExpire(key));
        String message = null;
        switch (ttl) {
            case -1:
                message = "没有设置过期时间";
                break;
            case -2:
                message = "key不存在";
                break;
            default:
                message = ttl + "  " + TimeUnit.SECONDS.name();
                break;
        }
        log.info("查询 Redis key[{}] 剩余存活时间:{}", key, message);
        return TimeUnit.SECONDS.convert(ttl, timeUnit);
    }

    /**
     * 缓存基本的对象,Integer、String、实体类等
     *
     * @param key 缓存的键值
     * @param value 缓存的值
     */
    public <T> void setCacheObject(final String key, final T value) {
        log.info("存入 Redis\t[{}]-[{}]", key, value);
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
    }

    /**
     * 缓存基本的对象,Integer、String、实体类等
     *
     * @param key 缓存的键值
     * @param value 缓存的值
     * @param timout 超时时间
     */
    public <T> void setCacheObject(final String key, final T value, final long timout, final TimeUnit timeUnit) {
        log.info("存入 Redis\t[{}]-[{}],超时时间:[{}  {}]", key, value, timout, timeUnit.name());
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value, timout, timeUnit);
    }

    /**
     * 获取键值
     * @param key 键
     * @return 键对应的值,并封装成 Optional 对象
     * @param <T>
     */
    public <T> Optional<T> getCacheObject(final String key) {
        T value = (T) redisTemplate.opsForValue().get(key);
        log.info("查询 Redis\t[{}]-[{}]", key, value);
        return Optional.ofNullable(value);
    }

    /**
     * 让指定 Redis 键值进行自减
     * @param key 键
     * @return 自减后的值
     */
    public long decrementCacheNumber(final String key) {
        long number = redisTemplate.opsForValue().decrement(key);
        log.info("Redis key[{}] 自减后:{}", key, number);
        return number;
    }

    /**
     * 让指定 Redis 键值进行自增
     * @param key 键
     * @return 自增后的值
     */
    public long incrementCacheNumber(final String key) {
        long number = redisTemplate.opsForValue().increment(key);
        log.info("Redis key[{}] 自增后:{}", key, number);
        return number;
    }

    /**
     * 初始化布隆过滤器
     * @param bloomFilterName
     */
    public void initBloomFilter(final String bloomFilterName) {
        log.info("初始化布隆过滤器[{}]", bloomFilterName);
        redisTemplate.execute(new SessionCallback() {
            @Override
            public Object execute(RedisOperations redisOperations) throws DataAccessException {
                redisOperations.multi();
                redisBloomFilter.init(bloomFilterName);
                return redisOperations.exec();
            }
        });
    }

    /**
     * 初始化布隆过滤器
     * @param bloomFilterName
     * @param timeout
     * @param timeUnit
     */
    public void initBloomFilter(final String bloomFilterName, final long timeout, final TimeUnit timeUnit) {
        redisTemplate.execute(new SessionCallback() {
            @Override
            public Object execute(RedisOperations redisOperations) throws DataAccessException {
                redisOperations.multi();
                redisBloomFilter.init(bloomFilterName);
                expire(bloomFilterName, timeout, timeUnit);
                return redisOperations.exec();
            }
        });
    }

    /**
     * 加入布隆过滤器
     * @param bloomFilterName 隆过滤器的名字
     * @param key key 键
     */
    public <T> void addToBloomFilter(final String bloomFilterName, final T key) {
        log.info("加入布隆过滤器[{}]\tkey[{}]", bloomFilterName, key);
        redisTemplate.execute(new SessionCallback() {
            @Override
            public Object execute(RedisOperations redisOperations) throws DataAccessException {
                redisOperations.multi();
                redisBloomFilter.add(bloomFilterName, key);
                return redisOperations.exec();
            }
        });
    }

    /**
     * 布隆过滤器是否存在该键值
     * @param bloomFilterName 布隆过滤器的名字
     * @param key 键
     * @return 键是否存在
     */
    public <T> boolean containsInBloomFilter(final String bloomFilterName, final T key) {
        boolean flag = redisBloomFilter.contains(bloomFilterName, key);
        log.info("key[{}]\t是否存在于布隆过滤器[{}]:\t{}", key, bloomFilterName, flag);
        return flag;
    }

    /**
     * 缓存Map
     *
     * @param key
     * @param data
     */
    public <K, T> void setCacheMap(final String key, final Map<K, T> data) {
        if (Objects.nonNull(data)) {
            log.info("Map 存入 Redis\t[{}]-[{}]", key, data);
            redisTemplate.opsForHash().putAll(key, data);
        }
    }

    /**
     * 缓存Map
     *
     * @param key
     * @param data
     */
    public <K, T> void setCacheMap(final String key, final Map<K, T> data, long timeout, final TimeUnit timeUnit) {
        if (Objects.nonNull(data)) {
            Map<String, T> map = new HashMap<>();
            data.entrySet().stream().parallel().forEach(entry -> {
                map.put(entry.getKey().toString(), entry.getValue());
            });
            log.info("尝试存入 Redis\t[{}]-[{}] 超时时间:[{}  {}]", key, map, timeout, timeUnit.name());
            redisTemplate.execute(new SessionCallback() {
                @Override
                public Object execute(RedisOperations redisOperations) throws DataAccessException {
                    redisOperations.multi();
                    redisTemplate.opsForHash().putAll(key, map);
                    expire(key, timeout, timeUnit);
                    return redisOperations.exec();
                }
            });
        }
    }

    /**
     * 获得缓存的Map
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public <K, T> Optional<Map<K, T>> getCacheMap(final String key) {
        Map<K, T> data = redisTemplate.opsForHash().entries(key);
        data = data.size() == 0 ? null: data;
        log.info("获取 Redis 中的 Map 缓存\t[{}]-[{}]", key, data);
        return Optional.ofNullable(data);
    }

    /**
     * 往Hash中存入数据
     *
     * @param key Redis键
     * @param hashKey Hash键
     * @param value 值
     */
    public <K, T> void setCacheMapValue(final String key, final K hashKey, final T value) {
        log.info("存入 Redis 的某个 Map\t[{}.{}]-[{}]", key, hashKey, value);
        redisTemplate.opsForHash().put(key, hashKey.toString(), value);
    }

    /**
     * 获取Hash中的数据
     *
     * @param key Redis键
     * @param hashKey Hash键
     * @return Hash中的对象
     */
    public <K, T> Optional<T> getCacheMapValue(final String key, final K hashKey) {
        T value = (T) redisTemplate.opsForHash().get(key, hashKey.toString());
        log.info("获取 Redis 中的 Map 的键值\t[{}.{}]-[{}]", key, hashKey, value);
        return Optional.ofNullable(value);
    }

    /**
     * 删除Hash中的数据
     *
     * @param key
     * @param hashKey
     */
    public <K> void delCacheMapValue(final String key, final K hashKey) {
        log.info("删除 Redis 中的 Map 的键值\tkey[{}.{}]", key, hashKey);
        redisTemplate.opsForHash().delete(key, hashKey.toString());
    }

    /**
     * 让指定 HashMap 的键值进行自减
     * @param key HashMap的名字
     * @param hashKey HashMap的一个键
     * @return 自减后的值
     */
    public <K> long decrementCacheMapNumber(final String key, final K hashKey) {
        long number = redisTemplate.opsForHash().increment(key, hashKey.toString(), -1);
        log.info("Redis key[{}.{}] 自减后:{}", key, hashKey, number);
        return number;
    }

    /**
     * 让指定 HashMap 的键值进行自增
     * @param key HashMap的名字
     * @param hashKey HashMap的一个键
     * @return 自增后的值
     */
    public <K> long incrementCacheMapNumber(final String key, final K hashKey) {
        long number = redisTemplate.opsForHash().increment(key, hashKey.toString(), +1);
        log.info("Redis key[{}.{}] 自增后:{}", key, hashKey, number);
        return number;
    }

    /**
     * 删除单个对象
     * @param key
     */
    public boolean deleteObject(final String key) {
        log.info("删除 Redis 的键值\tkey[{}]", key);
        return redisTemplate.delete(key);
    }

}

5. 查询Redis与Redis设置缓存的技巧

伪代码:

redisCache.getCacheObject(redisKey)
    .orElseGet(() -> {
        /* balabala ....*/
        // 可能查询有误,所以这里也可能没法获取到data(为null),也就可能没必要设置缓存
        redisCache.setCacheObject(redisKey, data, ttl, unit); 
        /* balabala ....*/
        return data;
    }));

现实示例:

在这里插入图片描述

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一个更好的IP工具箱MyIP

什么是 MyIP &#xff1f; MyIP 是一个完全开源的 IP 信息查看器&#xff0c;可以轻松检查你的 IP&#xff0c;IP 地理位置&#xff0c;检查 DNS 泄漏&#xff0c;检查 WebRTC 连接&#xff0c;速度测试&#xff0c;ping 测试&#xff0c;MTR 测试&#xff0c;检查网站可用性等…

洛谷C++简单题小练习day20—小狗暴躁,津津的不高兴程度两个小程序(祝大家元宵节happy)

day20--小狗暴躁--2.24 习题概述 题目描述 在一个小村子里&#xff0c;邮递员、送奶工、垃圾清理工每天早晨都面临着同样的难题&#xff1a;18 号房子的门前有两条看门狗。他们所不知道的是&#xff0c;这两条狗的表现是有迹可循的。 当一天开始时&#xff0c;其中一条狗会…

流畅的Python笔记

流畅的Python 第一部分 序幕第 1 章 Python 数据模型 第二部分 数据结构第 2 章 序列构成的数组列表推导生成器表达式元组切片对序列使用和*序列的增量赋值list.sort方法和内置函数sortedbisect数组memoryviewdeque 第 3 章 字典和集合第 4 章 文本和字节序列 第三部分 把函数视…

Leetcode 209.长度最小的子数组

给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 target 。 找出该数组中满足其总和大于等于 target 的长度最小的 连续子数组 [numsl, numsl1, ..., numsr-1, numsr] &#xff0c;并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组&#xff0c;返回 0 。 示例 1&#xff1a; 输入&…

Linux---权限管理(ACL权限、特殊位和隐藏属性)

目录 1.ACT权限 1.1什么是ACT权限 1.2ACT图解 2.操作步骤 2.1添加测试目录、用户、组&#xff0c;并将用户添加到组 2.2修改目录的所有者和所属组 2.3设定权限 2.4为临时用户分配权限 2.4.1添加临时用户 2.4.2为临时用户分配特定权限 2.4.3查看目录权限&#xff0c;注…

Moment.js——轻松处理日期和和时间,有实例代码

hello&#xff0c;我是贝格前端工场&#xff0c;本期给大家带来便捷的处理日期和时间的js库&#xff1a;Moment.js&#xff0c;用这个类库处理时间将会十分方便&#xff0c;欢迎老铁们点赞关注&#xff0c;如有前端定制开发需求可以私信我们。 一、Moment.js的简介和功能 Mom…

C++多线程同步(上)

多线程同步 引言总述详情互斥锁示例运行结果分析条件变量示例一实现分析优化运行结果示例二实现代码运行结果示例三实现代码运行结果读写锁示例实现代码注意分析运行结果附言实现运行结果运行结果个人心得引言 项目中使用多线程,会遇到两种问题,一种是对共享资源的访问时需要…

echarts多y轴样式重叠问题

1、主要属性设置 yAxis: [{//y轴1nameTextStyle: {align: "right",padding: 0}},{//y轴2nameTextStyle: {align: "left",padding: 0}},{//y轴3axisLabel: {margin: 50},nameTextStyle: {align: "left",padding: [0, 0, 0, 50]},axisPointer: {l…

Web基础02 -CSS+CSS3

目录 一、CSS 1.CSS盒模型 2.元素宽度计算 3.元素高度计算 4.宽度和高度的度量单位 5.设置元素的极限宽高 6.CSS属性&#xff08;第二部分&#xff09; &#xff08;1&#xff09;纯色背景 &#xff08;2&#xff09;图片背景 &#xff08;3&#xff09;列表样式 &am…

Tomcat信创平替之TongWEB(东方通),安装步骤

我的系统: 银河麒麟桌面系统V10(SP1) 开局先吐槽一下(当然国产也是需要大量时间与金钱的投入),感觉国产软件进入死循环:国家推动国产→国产收费→还要钱?→用国外开源→国产无发普及→靠国家推动 正题: 1.先进入东方通申请使用 2.客服会发送一个TongWEB包与license.dat给你…