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第2章 缓存解决方案学习目标1. SpringDataRedis1.1 SpringDataRedis简介 SpringDataRedis 属于Spring Data 家族一员，用于对redis的操作进行封装的框架 Spring Data ----- Spring 的一个子项目。Spring 官方提供一套数据层综合解决方案，用于简化数据库访问，支持NoSQL和关系数据库存储。包括Spring Data JPA 、Spring Data Redis 、SpringDataSolr 、SpringDataElasticsearch 、Spring DataMongodb 等框架。 1.2 SpringDataRedis快速入门1.2.1 准备工作（1）构建Maven工程 SpringDataRedisDemo 引入Spring相关依赖、JUnit依赖、Jedis和SpringDataRedis依赖 <!--缓存-->
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
<version>2.9.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-redis</artifactId>
<version>2.0.5.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-test</artifactId>
<version>5.0.5.RELEASE</version>
</dependency>（2）在src/main/resources下创建properties文件夹，建立redis-config.properties
redis.host=127.0.0.1
redis.port=6379
redis.pass=
redis.database=0
redis.maxIdle=300
redis.maxWait=3000maxIdle ：最大空闲数 maxWaitMillis: 连接时的最大等待毫秒数 （3）在src/main/resources下创建spring文件夹，创建applicationContext-redis.xml
<context:property-placeholder location="classpath:redis-config.properties" />
<!-- redis 相关配置 -->
<bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
<property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}" />
<property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWait}" />
</bean>
<bean id="JedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory"
p:host-name="${redis.host}" p:port="${redis.port}" p:password="${redis.pass}" p:pool-config-ref="poolConfig"/>
<bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
<property name="connectionFactory" ref="JedisConnectionFactory" />
</bean> 1.2.2 值类型操作
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations="classpath:spring/applicationContext-redis.xml")
public class TestValue {
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
@Test
public void setValue(){
redisTemplate.boundValueOps("name").set("itcast");
}
@Test
public void getValue(){
String str = (String) redisTemplate.boundValueOps("name").get();
System.out.println(str);
}
@Test
public void deleteValue(){
redisTemplate.delete("name");;
}
}1.2.3 Set类型操作
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations="classpath:spring/applicationContext-redis.xml")
public class TestSet {
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
/**
* 存入值
*/
@Test
public void setValue(){
redisTemplate.boundSetOps("nameset").add("曹操");
redisTemplate.boundSetOps("nameset").add("刘备");
redisTemplate.boundSetOps("nameset").add("孙权");
}
/**
* 提取值
*/
@Test
public void getValue(){
Set members = redisTemplate.boundSetOps("nameset").members();
System.out.println(members);
}
/**
* 删除集合中的某一个值
*/
@Test
public void deleteValue(){
redisTemplate.boundSetOps("nameset").remove("孙权");
}
/**
* 删除整个集合
*/
@Test
public void deleteAllValue(){
redisTemplate.delete("nameset");
}
}1.2.4 List类型操作（1）右压栈 后添加的对象排在后边
/**
* 右压栈：后添加的对象排在后边
*/
@Test
public void testSetValue1(){
redisTemplate.boundListOps("namelist1").rightPush("刘备");
redisTemplate.boundListOps("namelist1").rightPush("关羽");
redisTemplate.boundListOps("namelist1").rightPush("张飞");
}
/**
* 显示右压栈集合
*/
@Test
public void testGetValue1(){
List list = redisTemplate.boundListOps("namelist1").range(0, 10);
System.out.println(list);
}运行结果： [刘备, 关羽, 张飞] （2）左压栈 后添加的对象排在前边 /**
* 左压栈：后添加的对象排在前边
*/
@Test
public void testSetValue2(){
redisTemplate.boundListOps("namelist2").leftPush("刘备");
redisTemplate.boundListOps("namelist2").leftPush("关羽");
redisTemplate.boundListOps("namelist2").leftPush("张飞");
}
/**
* 显示左压栈集合
*/
@Test
public void testGetValue2(){
List list = redisTemplate.boundListOps("namelist2").range(0, 10);
System.out.println(list);
}
运行结果： [张飞, 关羽, 刘备] （3）根据索引查询元素
/**
* 查询集合某个元素
*/
@Test
public void testSearchByIndex(){
String s = (String) redisTemplate.boundListOps("namelist1").index(1);
System.out.println(s);
}（4）移除指定个数的值
/**
* 移除集合某个元素
*/
@Test
public void testRemoveByIndex(){
redisTemplate.boundListOps("namelist1").remove(1, "关羽");
}1.2.5 Hash类型操作（1）存入值
@Test
public void testSetValue(){
redisTemplate.boundHashOps("namehash").put("a", "唐僧");
redisTemplate.boundHashOps("namehash").put("b", "悟空");
redisTemplate.boundHashOps("namehash").put("c", "八戒");
redisTemplate.boundHashOps("namehash").put("d", "沙僧");
}（2）提取所有的KEY
@Test
public void testGetKeys(){
Set s = redisTemplate.boundHashOps("namehash").keys();
System.out.println(s);
}运行结果： [a, b, c, d] （3）提取所有的值
@Test
public void testGetValues(){
List values = redisTemplate.boundHashOps("namehash").values();
System.out.println(values);
}运行结果： [唐僧, 悟空, 八戒, 沙僧] （4）根据KEY提取值
@Test
public void testGetValueByKey(){
Object object = redisTemplate.boundHashOps("namehash").get("b");
System.out.println(object);
}运行结果： 悟空 （5）根据KEY移除值
@Test
public void testDeleteValueByKey(){
redisTemplate.boundHashOps("namehash").delete("c");
}运行后再次查看集合内容： [唐僧, 悟空, 沙僧] 1.2.6 ZSet类型操作
zset是set的升级版本，它在set的基础上增加了一格顺序属性，这一属性在添加元素的同时可以指定，每次指定后，zset会自动重新按照新的值调整顺序。可以理解为有两列的mysql表，一列存储value，一列存储分值。（1）存值 ，指定分值
@Test
public void setValue(){
redisTemplate.boundZSetOps("namezset").add("曹操",100000);
redisTemplate.boundZSetOps("namezset").add("孙权",0);
redisTemplate.boundZSetOps("namezset").add("刘备",1000);
}（2）查询，由低到高
/**
* 由低到高排序
*/
@Test
public void getValue(){
Set namezset = redisTemplate.boundZSetOps("namezset").range(0, -1);
System.out.println(namezset);
}（3）查询，由高到低，土豪榜前10
/**
* 由高到底排序（土豪榜）
*/
@Test
public void tuhaobang(){
Set namezset = redisTemplate.boundZSetOps("namezset").reverseRange(0,9);
System.out.println(namezset);
}（4）增加分数
/**
* 增加分值
*/
@Test
public void addScore(){
redisTemplate.boundZSetOps("namezset").incrementScore("孙权",2000);
}（5）查询值和分数
/**
* 查询值和分数
*/
@Test
public void getValueAndScore(){
Set<ZSetOperations.TypedTuple> namezset = redisTemplate.boundZSetOps("namezset").reverseRangeWithScores(0, -1);
for(ZSetOperations.TypedTuple typedTuple:namezset){
System.out.print("姓名："+typedTuple.getValue());
System.out.println("金币："+typedTuple.getScore());
}
}TypedTuple是值与分数的封装。 1.2.7 过期时间设置以值类型为例：存值时指定过期时间和时间单位
/**
* 存值
*/
@Test
public void setValue(){
redisTemplate.boundValueOps("name").set("itcast");
redisTemplate.boundValueOps("name").expire(10,TimeUnit.SECONDS);
}2. 缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩2.1 缓存穿透
缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时的用户很可能是攻击者，攻击会导致数据库压力过大。如下面这段代码就存在缓存穿透的问题。
public Integer findPrice(Long id) {
//从缓存中查询
Integer sku_price = (Integer)redisTemplate.boundHashOps("sku_price").get(id);
if(sku_price==null){
//缓存中没有，从数据库查询
Sku sku = skuMapper.selectByPrimaryKey(id);
if(sku!=null){ //如果数据库有此对象
sku_price = sku.getPrice();
redisTemplate.boundHashOps("sku_price").put(id,sku_price);
}
}
return sku_price;
}
解决方案：
1.接口层增加校验，如用户鉴权校验，id做基础校验，id<=0的直接拦截；
2.从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将key-value对写为key-0。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击。代码举例：
public int findPrice(Long id) {
//从缓存中查询
Integer sku_price = (Integer)redisTemplate.boundHashOps("sku_price").get(id);
if(sku_price==null){
//缓存中没有，从数据库查询
Sku sku = skuMapper.selectByPrimaryKey(id);
if(sku!=null){ //如果数据库有此对象
sku_price = sku.getPrice();
redisTemplate.boundHashOps("sku_price").put(id,sku_price);
}else{
redisTemplate.boundHashOps("sku_price").put(id,0);
}
}
return sku_price;
}
3. 使用**缓存预热**缓存预热就是将数据提前加入到缓存中，当数据发生变更，再将最新的数据更新到缓存。 后边我们就用缓存预热的方式实现对分类导航、广告轮播图等数据的缓存。 2.2 缓存击穿
缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据。这时由于并发用户特别多，同时读缓存没读到数据，又同时去数据库去取数据，引起数据库压力瞬间增大，造成过大压力。以下代码可能会产生缓存击穿：
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
public List<Map> findCategoryTree() {
//从缓存中查询
List<Map> categoryTree=(List<Map>)redisTemplate.boundValueOps("categoryTree").get();
if(categoryTree==null){
Example example=new Example(Category.class);
Example.Criteria criteria = example.createCriteria();
criteria.andEqualTo("isShow","1");//显示
List<Category> categories = categoryMapper.selectByExample(example);
categoryTree=findByParentId(categories,0);
redisTemplate.boundValueOps("categoryTree").set(categoryTree);
//过期时间设置 ......
}
return categoryTree;
}
解决方案：
1.设置热点数据永远不过期。
2.**缓存预热** 2.3 缓存雪崩
缓存雪崩是指缓存数据大批量到过期时间，而查询数据量巨大，引起数据库压力过大甚至down机。和缓存击穿不同的是，缓存击穿指并发查同一条数据，缓存雪崩是不同数据都过期了，很多数据都查不到从而查数据库。
解决方案：
1.缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生。
2.设置热点数据永远不过期。
3.使用**缓存预热**3. 商品分类导航缓存3.1 需求分析为了提升首页的加载速度，减轻数据库访问压力，我们将首页的商品分类导航数据加载在缓存中。 3.2 实现思路为了避免缓存穿透、击穿等问题，我们采用缓存预热的方式实现对分类导航数据的缓存。 考虑到商品分类导航数据不经常变动，所以我们不设置过期时间。 3.3 代码实现3.3.1 通用模块整合spring data redis（1）qingcheng_common_service引入依赖
<!--缓存-->
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
<version>2.9.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-redis</artifactId>
<version>2.0.5.RELEASE</version>
</dependency>（2）qingcheng_common_service新增配置文件 redis-config.properties
redis.host=127.0.0.1
redis.port=6379
redis.pass=
redis.database=0
redis.maxIdle=300
redis.maxWait=3000maxWait：连接池中连接用完时,新的请求等待时间,毫秒 maxIdle： 最大闲置个数 （3）qingcheng_common_service新增spring配置文件applicationContext-redis.xml
<!-- redis 相关配置 -->
<bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
<property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}" />
<property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWait}" />
</bean>
<bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory"
p:host-name="${redis.host}" p:port="${redis.port}" p:password="${redis.pass}" p:pool-config-ref="poolConfig"/>
<bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
<property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory" />
</bean> （4）qingcheng_common_service工程新增枚举
public enum CacheKey {
AD,//广告
SKU_PRICE,//价格
CATEGORY_TREE;//商品分类导航树
}3.3.2 商品分类加载到缓存（1）服务接口CategoryService新增方法定义
/**
* 将商品分类树放入缓存
*/
public void saveCategoryTreeToRedis();（2）CategoryServiceImpl实现此方法
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
public void saveCategoryTreeToRedis() {
System.out.println("加载商品分类数据到缓存");
Example example=new Example(Category.class);
Example.Criteria criteria = example.createCriteria();
criteria.andEqualTo("isShow","1");//显示
List<Category> categories = categoryMapper.selectByExample(example);
List<Map> categoryTree =findByParentId(categories,0);
redisTemplate.boundValueOps(CacheKey.CATEGORY_TREE).set(categoryTree);
}（3）qingcheng_service_goods工程新增类
@Component
public class Init implements InitializingBean {
@Autowired
private CategoryService categoryService;
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("---缓存预热---");
categoryService.saveCategoryTreeToRedis();//加载商品分类导航缓存
}
}实现InitializingBean接口的类会在启动时自动调用。 3.3.3 查询商品分类缓存修改CategoryServiceImpl的findCategoryTree方法 ，直接从缓存中提取数据。
public List<Map> findCategoryTree() {
//从缓存中查询
return (List<Map>)redisTemplate.boundValueOps(CacheKey.CATEGORY_TREE).get();
}3.3.4 更新商品分类缓存修改CategoryServiceImpl的增删改方法，在增删改后重新加载缓存
/**
* 新增
* @param category
*/
public void add(Category category) {
categoryMapper.insert(category);
saveCategoryTreeToRedis();
}
/**
* 修改
* @param category
*/
public void update(Category category) {
categoryMapper.updateByPrimaryKeySelective(category);
saveCategoryTreeToRedis();
}
/**
* 删除
* @param id
*/
public void delete(Integer id) {
//判断是否存在下级分类
//......
saveCategoryTreeToRedis();
}4. 广告轮播图缓存4.1 需求分析为了提升首页的加载速度，减轻数据库访问压力，我们将首页的广告轮播图数据加载在缓存中。 4.2 实现思路使用“缓存预热”的方式实现 广告数据不只是轮播图，我们可以使用hash来存储广告数据。 4.3 代码实现4.3.1 广告数据加载到缓存（1）AdService新增方法定义
/**
* 将某个位置的广告存入缓存
* @param position
*/
public void saveAdToRedisByPosition(String position);
/**
* 将全部广告数据存入缓存
*/
public void saveAllAdToRedis();（2）AdServiceImpl方法实现
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
public void saveAdToRedisByPosition(String position) {
//查询某位置的广告列表
Example example=new Example(Ad.class);
Example.Criteria criteria = example.createCriteria();
criteria.andEqualTo("position",position);
criteria.andLessThanOrEqualTo("startTime",new Date());//开始时间小于等于当前时间
criteria.andGreaterThanOrEqualTo("endTime",new Date());//截至时间大于等于当前时间
criteria.andEqualTo("status","1");
List<Ad> adList = adMapper.selectByExample(example);
//装入缓存
redisTemplate.boundHashOps(CacheKey.AD).put(position,adList);
}
/**
* 返回所有的广告位置
* @return
*/
private List<String> getPositionList(){
List<String> positionList=new ArrayList<String>();
positionList.add("index_lb");//首页广告轮播图
//。。。
return positionList;
}
public void saveAllAdToRedis() {
//循环所有的广告位置
for(String position:getPositionList()){
saveAdToRedisByPosition(position);
}
}（3）qingcheng_service_business工程新增类
@Component
public class Init implements InitializingBean {
@Autowired
private AdService adService;
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("---缓存预热---");
adService.saveAllAdToRedis();
}
}4.3.2 查询广告缓存修改AdServiceImpl的findByPosition方法
public List<Ad> findByPosition(String position) {
//从缓存中查询广告列表
return(List<Ad>)redisTemplate.boundHashOps(CacheKey.AD).get(position);
}4.3.3 更新广告缓存修改AdServiceImpl的增删改方法 /**
* 新增
* @param ad
*/
public void add(Ad ad) {
adMapper.insert(ad);
saveAdToRedisByPosition(ad.getPosition());//重新加载缓存
}
/**
* 修改
* @param ad
*/
public void update(Ad ad) {
adMapper.updateByPrimaryKeySelective(ad);
String position = adMapper.selectByPrimaryKey(ad.getId()).getPosition();
saveAdToRedisByPosition(position);//重新加载缓存
if(!position.equals(ad.getPosition())){//如果广告位发生了变化
saveAdToRedisByPosition(ad.getPosition());//重新加载缓存
}
}
/**
* 删除
* @param id
*/
public void delete(Integer id) {
Ad ad = adMapper.selectByPrimaryKey(id);
int i = adMapper.deleteByPrimaryKey(id);
if (i > 1) {
saveAdToRedisByPosition(ad.getPosition());//重新加载缓存
}
}5. 商品详细页价格缓存5.1 需求分析我们已经将商品的信息生成为静态页面，但是商品价格经常变动，如果每次价格变动后都对静态页重新生成会影响服务器性能。所以，对于商品价格，我们采用异步调用的方式来进行客户端渲染。
5.2 实现思路（1）商品服务启动后加载全部价格数据到缓存。使用hash存储，skuID作为小KEY （2）从缓存从查询商品价格，封装为controller，并设置可跨域调用 什么叫跨域？ 当协议、子域名、主域名、端口号中任意一个不相同时，都算作不同域。不同域之间相互请求资源，就算作“跨域”。 file://C:\Users\杨松杭\Desktop\讲义\day10\img\2-1.png?lastModify=1565746572 JavaScript出于安全方面的考虑，不允许跨域调用其他页面的对象。那什么是跨域呢，简单地理解就是因为JavaScript同源策略的限制，a.com域名下的js无法操作b.com或是c.a.com域名下的对象。
当协议、子域名、主域名、端口号中任意一个不相同时，都算作不同域。不同域之间相互请求资源，就算作“跨域”。 现在我们要实现的查询商品价格缓存功能就存在跨域问题。后端controller在http://www.qingcheng.com ，商品详细页在http://item.qingcheng.com 如何解决跨域问题？我们使用CORS实现跨域。CORS是一个W3C标准，全称是"跨域资源共享"（Cross-origin resource sharing）。它允许浏览器向跨源服务器，发出[`XMLHttpRequest`](http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/09/xmlhttprequest_level_2.html)请求，从而克服了AJAX只能[同源](http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/same-origin-policy.html)使用的限制。使用非常简单，只需要在controller类上添加一个`@CrossOrigin`注解即可
（3）修改商品详细页模板，使用ajax读取价格，并进行客户端渲染。 5.3 代码实现5.3.1 价格数据加载到缓存（1）SkuService接口新增方法定义 /**
* 保存全部价格到缓存
*/
public void saveAllPriceToRedis();（2）SkuServiceImpl类新增方法 public void saveAllPriceToRedis() {
//检查缓存是否存在价格数据
if(!redisTemplate.hasKey(CacheKey.SKU_PRICE)){
System.out.println("加载全部价格");
List<Sku> skuList = skuMapper.selectAll();
for(Sku sku:skuList){
if("1".equals(sku.getStatus())){ redisTemplate.boundHashOps(CacheKey.SKU_PRICE).put(sku.getId(),sku.getPrice());
}
}
}else{
System.out.println("已存在价格数据，没有全部加载");
}
}（3）修改InitService类 @Component
public class InitService implements InitializingBean {
@Autowired
private CategoryService categoryService;
@Autowired
private SkuService skuService;
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("---缓存预热---");
categoryService.saveCategoryTreeToRedis();//加载商品分类导航缓存
skuService.saveAllPriceToRedis();//加载价格数据
}
}5.3.2 查询价格缓存后端代码： （1）SkuService新增方法定义 public Integer findPrice(String id) ;（2）SkuServiceImpl实现findPrice方法 public Integer findPrice(String id) {
//从缓存中查询
return (Integer)redisTemplate.boundHashOps(CacheKey.SKU_PRICE).get(id);
}（3）qingcheng_web_portal工程新增类 @RestController
@RequestMapping("/sku")
@CrossOrigin
public class SkuController {
@Reference
private SkuService skuService;
@GetMapping("/price")
public Integer price(String id){
return skuService.findPrice(id);
}
}前端代码（修改模板）： （1）将vue.js axios.js 放到我们html输出文件夹下的js文件夹中。 （2）修改qingcheng_web_portal工程的模板 item.html ,在页面的最下面添加代码 <script src="js/vue.js"></script>
<script src="js/axios.js"></script>
<script th:inline="javascript">
new Vue({
el:'#app',
data(){
return {
skuId:/*[[${sku.id}]]*/,
price:0
}
},
created(){
//读取价格
axios.get('http://localhost:9102/sku/price.do?id='+this.skuId).then(response=>{
this.price=(response.data/100).toFixed(2);
})
}
});
</script>th:inline 定义js脚本可以使用变量 js脚本的变量用/*[[${ }]]*/ 渲染 （3）修改qingcheng_web_portal工程的模板 item.html ，添加<div id="app">...</div>，并将价格修改为vue表达式 {{price}}5.3.3 更新价格缓存（1）SkuService接口新增方法定义 /**
* 保存价格到缓存
*/
public void savePriceToRedisById(String id,Integer price);（2）SkuServiceImpl类新增方法 public void savePriceToRedisById(String id,Integer price) {
redisTemplate.boundHashOps(CacheKey.SKU_PRICE).put(id,price);
}（3）SpuServiceImpl类引入SkuService @Autowired
private SkuService skuService;（4）修改SpuServiceImpl类saveGoods方法，在SKU列表循环体中添加代码 skuService.savePriceToRedisById(sku.getId(),sku.getPrice());5.3.4 删除价格缓存删除商品时删除缓存中的价格，释放内存空间 （1）SkuService新增方法定义 /**
* 根据sku id 删除商品价格缓存
* @param id
*/
public void deletePriceFromRedis(String id);（2）SkuServiceImpl新增方法实现 public void deletePriceFromRedis(String id) {
redisTemplate.boundHashOps(CacheKey.SKU_PRICE).delete(id);
}（3）修改SpuServiceImpl的delete方法，新增代码逻辑 //删除缓存中的价格
Map map=new HashMap();
map.put("spuId",id);
List<Sku> skuList = skuService.findList(map);
for(Sku sku:skuList){
skuService.deletePriceFromRedis(sku.getId());
}6.补充
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