Redis系列（三）Redis的事务和Spring Boot整合

NoSQL 开发中或多或少都会用到，也是面试必问知识点。最近这几天的面试每一场都问到了。但是感觉回答的并不好，还有很多需要梳理的知识点。这里通过几篇 Redis 笔记整个梳理一遍，后面再加上面试题。

Redis 系列：

1. Redis系列（一）Redis入门
2. Redis系列（二）Redis的8种数据类型
3. Redis系列（三）Redis的事务和Spring Boot整合
4. Redis系列（四）Redis配置文件和持久化
5. Redis系列（五）发布订阅模式、主从复制和哨兵模式
6. Redis系列（六）Redis 的缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩
7. Redis命令参考

1、事务

Redis 事务的本质：一组命令的集合！一个事务中的所有命令都会被序列化，在事务执行过程中，会按照顺序执行。

一次性、顺序性、排他性的执行一组命令。

Redis 事务没有隔离级别的概念。

所有的命令在事务中，并没有直接被执行，只有发起执行命令的时候才会执行（exec）。

Redis 单条命令是保证原子性的，但是事务不保证原子性。

Redis 事务的命令：

• 开启事务：multi
• 命令入队
• 执行事务：exec
• 撤销事务：discard

1、正常执行事务

127.0.0.1:6379> multi		# 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec			# 执行事务
1) OK
2) OK
3) "v2"
4) OK
127.0.0.1:6379>

2、放弃事务

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set m1 n1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set m2 n2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD		# 放弃事务
OK
127.0.0.1:6379> get m1		# 事务队列中命令都不会被执行
(nil)

编译型异常：命令有错，事务中所有的命令都不会被执行

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> setget k3 v3		# 错误的命令
(error) ERR unknown command `setget`, with args beginning with: `k3`, `v3`, 
127.0.0.1:6379> set k4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec		# 执行事务报错
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get k4		# 所有的命令都不会被执行
(nil)
127.0.0.1:6379>

运行时异常：如果事务中某条命令执行结果报错，其他命令是可以正常执行的，错误命令抛出异常

127.0.0.1:6379> set k1 "v1"
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incr k1		# 会执行失败
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k3
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (error) ERR value is not an integer or out of range		# 第一条命令执行失败，其余的正常执行
2) OK
3) OK
4) "v3"
127.0.0.1:6379> get k2
"v2"
127.0.0.1:6379>

3、监视 Watch （面试常问）

悲观锁：很悲观，认为什么时候都会出问题，无论什么都会加锁。影响效率，实际情况一般会使用乐观锁。

乐观锁：很乐观，认为什么时候都不会出现问题，所以不上锁。更新数据的时候回判断一下，在此期间是否修改过监视的数据，也就是获取 version。

首先要了解redis事务中watch的作用，watch命令可以监控一个或多个键，一旦其中有一个键被修改（或删除），之后的事务就不会执行。监控一直持续到exec命令（事务中的命令是在exec之后才执行的，所以在multi命令后可以修改watch监控的键值）。假设我们通过watch命令在事务执行之前监控了多个Keys，倘若在watch之后有任何Key的值发生了变化，exec命令执行的事务都将被放弃，同时返回Null multi-bulk应答以通知调用者事务执行失败。

所以，需要注意的是watch监控键之后，再去操作这些键，否则watch可能会起不到效果。

Redis 监视测试

正常测试：

127.0.0.1:6379> set money 100		
OK
127.0.0.1:6379> set out 0
OK
127.0.0.1:6379> watch money		# 监视 money 对象
OK
127.0.0.1:6379> multi		# 事务正常结束，执行期间，money 没有变动，这个时候就能执行成功了
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY out 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 80
2) (integer) 20
127.0.0.1:6379>

测试多线程修改值，使用 watch 可以当做 Redis 的乐观锁操作。

127.0.0.1:6379> set money 100
OK
127.0.0.1:6379> set out 10
OK
127.0.0.1:6379> watch money	# 监视 money
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> DECRBY out 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec		# 执行之前，在另外一个线程 B 中修改 money 的值，下面就是执行失败。
(nil)
127.0.0.1:6379>

B 线程：

[root@itzhouc bin]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> set money 30
OK

如果修改失败，获取最新的值就好。

127.0.0.1:6379> UNWATCH		# 事务执行失败，先解锁
OK
127.0.0.1:6379> WATCH money		# 获取最新的值，再次监视。相当于 MySQL 中的 select version
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY out 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec		# 执行的时候会对比监视的值，如果发生变化会执行失败。
1) (integer) 29
2) (integer) 11
127.0.0.1:6379>

2、Jedis

使用 Java 操作 Redis 。Jedis 是 Redis 官方推荐的Java 链接开发工具，是 Java 操作 Redis 的中间件。

1、导入依赖

<dependencies>
    <!-- jeids -->
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis -->
    <dependency>
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
        <version>3.2.0</version>
    </dependency>

    <!-- fastjson -->
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.68</version>
    </dependency>
</dependencies>

2、测试：启动本地 Windows 版本的 Redis

package cn.itzhouq;

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class TestPing {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379, 10);
        System.out.println(jedis.ping()); // PONG
    }
}

事务

package cn.itzhouq;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.Transaction;

/**
 * 测试事务
 */
public class TestTX {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        jedis.flushDB();
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        jsonObject.put("hello", "world");
        jsonObject.put("name", "xxx");

        // 开启事务
        Transaction multi = jedis.multi();
        String result = jsonObject.toJSONString();

        try {
            multi.set("user1", result);
            multi.set("user2", result);
            int i = 1 / 0; // 模拟异常
            multi.exec(); // 执行事务
        } catch (Exception e) {
            multi.discard(); // 放弃事务
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(jedis.get("user1")); // 正常执行时{"name":"xxx","hello":"world"}   // null
            System.out.println(jedis.get("user1"));
            jedis.close(); // 关闭链接
        }
    }
}

3、Spring Boot 整合

Spring Data 也是和 Spring Boot 齐名的项目。

说明：在 Spring Boot 2.x 之后，原来的 Jedis 被替换为了 lettuce。

Jedis：采用的直连，多线程操作的话是不安全的，如果想要避免不安全的话，使用 Jedis Pool ，更像 BIO 模式。

lettuce ：采用 netty ，实例可以在多个线程中共享，不存在线程不安全的情况，可以减少线程链接，更像 NIO 模式。

# Spring Boot 所有的配置类，都有一个自动配置类  RedisTemplate
# 自动配置类都会绑定一个 properties 配置文件。  RedisProperties

阅读源码：

@Configuration
@ConditionalOnClass({RedisOperations.class})
@EnableConfigurationProperties({RedisProperties.class})
@Import({LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class})
public class RedisAutoConfiguration {
    public RedisAutoConfiguration() {
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(
        name = {"redisTemplate"}
    ) // 我们可以自己定义一个 RedisTemplate 来替换这个默认的。
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        // 默认的 RedisTemplate 没有过多的设置， Redis 对象都是需要序列化的。
        // 两个泛型都是 Object, Object 的类型，我们需要强制装换为 <String, Obejct>
        RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        return template;
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean // 由于 String 类型是 Redis 中最常用的，所以单独提出来一个 bean .
    public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        return template;
    }
}

测试一下：

1、导入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2、配置连接

# 配置 Redis
spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=6379

3、测试

package cn.itzhouq;

import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class Redis02SpringbootApplicationTests {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    public void contextLoads() {
        // 除了基本的操作，我们常用的方法都可以直接通过 redisTemplate 操作，比如事务和 CRUD
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "xiaoming");
        System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("name")); // xiaoming
    }
}

看一下源码：RedisTemplate.class

// 序列化配置
@Nullable
private RedisSerializer keySerializer = null;
@Nullable
private RedisSerializer valueSerializer = null;
@Nullable
private RedisSerializer hashKeySerializer = null;
@Nullable
private RedisSerializer hashValueSerializer = null;
private RedisSerializer<String> stringSerializer = RedisSerializer.string();

public void afterPropertiesSet() {
    super.afterPropertiesSet();
    boolean defaultUsed = false;
    if (this.defaultSerializer == null) {
        // 默认使用了 JDK 的序列化，会使得字符串转义
        this.defaultSerializer = new JdkSerializationRedisSerializer(this.classLoader != null ? this.classLoader : this.getClass().getClassLoader());
    }

    // ...
}

我们使用 Json 序列化，所以需要自定义配置类

1、序列化

编写一个实体类 User，测试序列化。

package cn.itzhouq.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Data
public class User {
    private String name;
    private int age;
}

测试序列化：

@Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    User user = new User("xiaoming", 3);
    redisTemplate.opsForValue().set("user", user);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("user"));
}

抛出异常：

Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: DefaultSerializer requires a Serializable payload but received an object of type [cn.itzhouq.pojo.User]
	at org.springframework.core.serializer.DefaultSerializer.serialize(DefaultSerializer.java:43)
	at org.springframework.core.serializer.support.SerializingConverter.convert(SerializingConverter.java:63)
	... 35 more

DefaultSerializer requires a Serializable 默认的序列化需要实体类实现序列化接口。所以修改 User：

public class User implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
}

结果：

User(name=xiaoming, age=3)

结果显示正常，但是控制台还是转义的。

127.0.0.1:6379> keys *
1) "/xac/xed/x00/x05t/x00/x04user"
127.0.0.1:6379>

使用 jackson 的序列化：

@Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    // 一般开发中都会使用 json 来传递对象
    User user = new User("xiaoming", 3);
    String jsonUser = new ObjectMapper().writeValueAsString(user);
    redisTemplate.opsForValue().set("user", jsonUser);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("user")); // {"name":"xiaoming","age":3}
}

无论 User 是否实现了 Serializable 接口，控制台结果显示正常，但是客户端中查看还是被转义了。

如果不想使用 JDK 的序列化，可以自己编写 RedisTemplate。

2、自定义RedisTemplate

package cn.itzhouq.config;

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

/**
 * 编写的自己的 RedisTemplate
 */
@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    @SuppressWarnings("all")
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        // 为了开发方便，一般使用 <String, Object>
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);

        // 序列化配置
        Jackson2JsonRedisSerializer<Object> jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);

        // String 的序列化
        StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        // key 采用 String 的序列化方式
        template.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
        // hash 的 key 也采用 String 的序列化方式
        template.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);
        // value 序列化方式采用 Jackson
        template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        // hash 的 value 序列化方式采用 Jackson
        template.setHashKeySerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        template.afterPropertiesSet();

        return template;
    }
}

注入和测试：

@Autowired
@Qualifier("redisTemplate")
private RedisTemplate redisTemplate;

@Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    // 一般开发中都会使用 json 来传递对象
    User user = new User("xiaoming", 3);
    String jsonUser = new ObjectMapper().writeValueAsString(user);
    redisTemplate.opsForValue().set("user", jsonUser);
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("user")); // {"name":"xiaoming","age":3}
}

客户端中查看：

127.0.0.1:6379> keys *
1) "user"
127.0.0.1:6379>

这个时候的对象就没有被转义。

下一篇笔记将介绍 Redis 的配置文件和持久化。