多年程序员总结分享Java 框架之Redis 分散式快取

为什么要在 Java 分散式应用程序中使用快取？

在提高应用程序速度和效能上，每一毫秒都很重要。根据Google的一项研究，假如一个网站在3秒钟或更短时间内没有载入成功，会有 53% 的手机使用者会离开。

快取是让分散式应用程序加速的重要技术之一。储存的资讯越接近 CPU，访问速度就越快。从 CPU 快取中载入资料比从 RAM 中载入要快得多，比从硬盘或网络上载入要快得多得多。

要储存经常访问的资料，分散式应用程序需要在多台机器中维护快取。分散式快取是降低分散式应用程序延迟、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资料储存，可用作数据库、快取或讯息代理。由于是从内存而非磁盘载入资料，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 分散式快取正确工作是一个巨大挑战。例如，必须谨慎处理本地快取失效，即替换或删除快取条目。每次更新或删除储存计算机本地快取中的资讯时，必须更新分散式快取系统所有计算机内存中的快取。

好讯息是，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散式快取。下一节将讨论 Redisson 中分散式快取的三个重要实现：Maps、Spring Cache 和 JCache。

1. Redisson 分散式快取

Redisson 是一个基于 Redis 的框架，用 Java 实现了一个 Redis 包装器（wrapper）和界面。Redisson 包含许多常见的 Java 类，例如分散式物件、分散式服务、分散式锁和同步器，以及分散式集合。正如下面即将介绍的，其中一些界面同时支援分散式快取和本地快取。

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，支援本地快取。

如果希望执行多个读操作或网络环回（roundtrip），应使用支援本地快取的 RMap。通过本地储存 Map 资料，RMap 比不启用本地快取时快45倍。通用分散式快取使用 RMapCache，本地快取使用 RLocalCachedMap。

Redis 引擎自身能够执行快取，不需要在客户端执行程式码。然而，虽然本地快取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 物件，让本地快取实现起来更容易。

下面的程式码展示了如何初始化 RMapCache 物件：

RMapCache map = redisson.getMapCache(anyMap);

map.put(key1, new SomeObject(), 10, TimeUnit.MINUTES, 10, TimeUnit.SECONDS);

上面的程式码将字串 key1 放到 RMapCache 中，并与 SomeObject() 关联。然后它指定了两个引数，TTL设为10分钟、最大空闲时间10秒。

当不再需要时，应销毁 RMapCache 物件：

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，也提供了快取支援。

Redisson 包含了 Spring 快取功能，提供两个物件：RedissonSpringCacheManager 和 RedissonSpringLocalCachedCacheManager。RedissonSpringLocalCachedCacheManager 支援本地快取。

下面是一个

RedissonSpringLocalCachedCacheManager 物件的示例配置：

@Configuration

@ComponentScan

@EnableCaching

public static class Application {

@Bean(destroyMethod=shutdown)

RedissonClient redisson() throws IOException {

Config config = new Config();

config.useClusterServers()

.addNodeAddress(127.0.0.1:7004, 127.0.0.1:7001);

return Redisson.create(config);

}

@Bean

CacheManager cacheManager(RedissonClient redissonClient) {

Map config = new HashMap();

// 新建 testMap 快取：ttl=24分钟，maxIdleTime=12分钟

config.put(testMap, new CacheConfig(24*60*1000, 12*60*1000));

return new RedissonSpringCacheManager(redissonClient, config);

}

}

此外，还可以读取 JSON 或 YAML 档案配置 RedissonSpringCacheManager。

与 RMaps 一样，

每个 RedissonSpringCacheManager 例项都有两个重要引数: ttl（生存时间）和 maxIdleTime。如果这些引数设为0或者没有定义，那么资料将无限期地保留在快取中。

4. JCache

JCache 是一个 Java 快取 API，允许开发人员从快取临时储存、检索、更新和删除物件。

Redisson 提供了 Redis 的 JCache API 实现。下面是在 Redisson 中使用预设配置呼叫 JCache API 的示例：

MutableConfiguration config = new MutableConfiguration();

CacheManager manager = Caching.getCachingProvider().getCacheManager();

Cache cache = manager.createCache(namedCache, config);

此外，还可以使用自定义配置档案、Redisson Config 物件或 Redisson RedissonClient 物件配置 JCache。例如，下面的程式码使用自定义 Redisson 配置来呼叫 JCache：

MutableConfiguration jcacheConfig = new MutableConfiguration();

Config redissonCfg = ...

Configuration config = RedissonConfiguration.fromConfig(redissonCfg, jcacheConfig);

CacheManager manager = Caching.getCachingProvider().getCacheManager();

Cache 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。

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