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Java 框架之Redis 分布式缓存

在提高应用程序速度和性能上,每一毫秒都很重要。根据谷歌的一项研究,假如一个网站在3秒钟或更短时间内没有加载成功,会有 53% 的手机用户会离开。

作者:唐尤华来源:Java研发军团|2019-07-04 15:13

https://dzone.com/articles/java-distributed-caching-in-redis

为什么要在 Java 分布式应用程序中使用缓存?

在提高应用程序速度和性能上,每一毫秒都很重要。根据谷歌的一项研究,假如一个网站在3秒钟或更短时间内没有加载成功,会有 53% 的手机用户会离开。

缓存是让分布式应用程序加速的重要技术之一。存储的信息越接近 CPU,访问速度就越快。从 CPU 缓存中加载数据比从 RAM 中加载要快得多,比从硬盘或网络上加载要快得多得多。

要存储经常访问的数据,分布式应用程序需要在多台机器中维护缓存。分布式缓存是降低分布式应用程序延迟、提高并发性和可伸缩性的一种重要策略。

Redis 是一种流行的开源内存数据存储,可用作数据库、缓存或消息代理。由于是从内存而非磁盘加载数据,Redis 比许多传统的数据库解决方案更快。

然而,对开发者来说让 Redis 分布式缓存正确工作是一个巨大挑战。例如,必须谨慎处理本地缓存失效,即替换或删除缓存条目。每次更新或删除存储计算机本地缓存中的信息时,必须更新分布式缓存系统所有计算机内存中的缓存。

好消息是,有一些类似 Redisson 这样的 Redis 框架,可以帮助构建应用程序所需的分布式缓存。下一节将讨论 Redisson 中分布式缓存的三个重要实现:Maps、Spring Cache 和 JCache。

1. Redisson 分布式缓存

Redisson 是一个基于 Redis 的框架,用 Java 实现了一个 Redis 包装器(wrapper)和接口。Redisson 包含许多常见的 Java 类,例如分布式对象、分布式服务、分布式锁和同步器,以及分布式集合。正如下面即将介绍的,其中一些接口同时支持分布式缓存和本地缓存。

2. Map

Map 是 Java 最有用的集合之一。Redisson 提供了一个名为 RMap 的 Java Map 实现,支持本地缓存。

如果希望执行多个读操作或网络环回(roundtrip),应使用支持本地缓存的 RMap。通过本地存储 Map 数据,RMap 比不启用本地缓存时快45倍。通用分布式缓存使用 RMapCache,本地缓存使用 RLocalCachedMap。

Redis 引擎自身能够执行缓存,不需要在客户端执行代码。然而,虽然本地缓存能显著提高读取速度,但需要由开发人员维护,并且可能需要一些开发工作。Redisson 为开发人员提供了 RLocalCachedMap 对象,让本地缓存实现起来更容易。

下面的代码展示了如何初始化 RMapCache 对象:

  1. RMapCache<String, SomeObject> map = redisson.getMapCache("anyMap"); 
  2. map.put("key1", new SomeObject(), 10, TimeUnit.MINUTES, 10, TimeUnit.SECONDS); 

上面的代码将字符串 "key1" 放到 RMapCache 中,并与 SomeObject() 关联。然后它指定了两个参数,TTL设为10分钟、***空闲时间10秒。

当不再需要时,应销毁 RMapCache 对象:

  1. map.destroy(); 

Redisson 关闭后不用再做销毁操作。

3. Spring Cache

Spring 是一个用于构建企业级 Web 应用程序的 Java 框架,也提供了缓存支持。

Redisson 包含了 Spring 缓存功能,提供两个对象:RedissonSpringCacheManager 和 RedissonSpringLocalCachedCacheManager。RedissonSpringLocalCachedCacheManager 支持本地缓存。

下面是一个

RedissonSpringLocalCachedCacheManager 对象的示例配置:

  1. @Configuration 
  2. @ComponentScan 
  3. @EnableCaching 
  4. public static class Application { 
  5.     @Bean(destroyMethod="shutdown"
  6.     RedissonClient redisson() throws IOException { 
  7.         Config config = new Config(); 
  8.         config.useClusterServers() 
  9.                 .addNodeAddress("127.0.0.1:7004""127.0.0.1:7001"); 
  10.         return Redisson.create(config); 
  11.     } 
  12.     @Bean 
  13.     CacheManager cacheManager(RedissonClient redissonClient) { 
  14.         Map<String, CacheConfig> config = new HashMap<String, CacheConfig>(); 
  15.         // 新建 "testMap" 缓存:ttl=24分钟,maxIdleTime=12分钟 
  16.         config.put("testMap", new CacheConfig(24*60*1000, 12*60*1000)); 
  17.         return new RedissonSpringCacheManager(redissonClient, config); 
  18.     } 

此外,还可以读取 JSON 或 YAML 文件配置 RedissonSpringCacheManager。

与 RMaps 一样,

每个 RedissonSpringCacheManager 实例都有两个重要参数: ttl(生存时间)和 maxIdleTime。如果这些参数设为0或者没有定义,那么数据将***期地保留在缓存中。

4. JCache

JCache 是一个 Java 缓存 API,允许开发人员从缓存临时存储、检索、更新和删除对象。

Redisson 提供了 Redis 的 JCache API 实现。下面是在 Redisson 中使用默认配置调用 JCache API 的示例:

  1. MutableConfiguration<String, String> config = new MutableConfiguration<>(); 
  2. CacheManager manager = Caching.getCachingProvider().getCacheManager(); 
  3. Cache<String, String> cache = manager.createCache("namedCache", config); 

此外,还可以使用自定义配置文件、Redisson Config 对象或 Redisson RedissonClient 对象配置 JCache。例如,下面的代码使用自定义 Redisson 配置来调用 JCache:

  1. MutableConfiguration<String, String> jcacheConfig = new MutableConfiguration<>(); 
  2. Config redissonCfg = ... 
  3. Configuration<String, String> config = RedissonConfiguration.fromConfig(redissonCfg, jcacheConfig); 
  4. CacheManager manager = Caching.getCachingProvider().getCacheManager(); 
  5. Cache<String, String> cache = manager.createCache("namedCache", config); 

Redisson 的 JCache 实现已经通过 JCache TCK 的所有测试。你也可以自行验证。

【编辑推荐】

  1. 容器云在使用分布式存储时,HDFS、CEPH、GFS、GPFS、Swift 等哪种更好?
  2. 大家所推崇的Redis分布式锁真的就万无一失吗?
  3. 直接上手!Redis在海量数据和高并发下的优化实践
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  5. .NET中的缓存实现
【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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