Redis注解式缓存基于动态规则的特殊存储（redis注解式缓存原理）

Redis注解式缓存：基于动态规则的特殊存储

Redis是一个快速的基于内存的键值数据存储系统，用于支持不同类型的数据结构，包括字符串、哈希、列表、集合和有序集合等。作为一个 Open Source 项目，它被广泛应用于分布式缓存、高速事务处理和实时消息发布订阅等各种场景。

在基于Redis的应用中，缓存是一项关键技术，找到一种高效的缓存方案对于提升应用性能是非常重要的。本文介绍一种基于注解的Redis缓存方案，它可以根据动态规则将特定类型的数据存储在Redis数据库中，从而实现更高效的缓存操作。

1. 动态规则

动态规则是本方案的核心概念，它用于描述如何将特定数据存储在Redis中。动态规则的定义有很多种方法，本文采用注解式的方式，将注解与业务逻辑代码结合使用。

比如，在Java应用中，可以使用@RedisCache注解来标记一个方法需要被缓存，在注解的属性中定义缓存的相关规则，如时间过期时间、数据类型等，如下：

“`java

@RedisCache(key = “user:{userId}”, expiration = 300, type = “hash”)

public User findUserById(String userId) {

// 业务逻辑代码

}

这个示例中，@RedisCache注解表示这个方法需要被缓存，在注解的属性中，key表示缓存的键名，用于将数据存储在Redis中。 {userId}表示方法参数中的userId值，动态生成实际的键名。expiration属于可选属性，表示缓存的过期时间，这里设置为300秒。type也是可选属性，表示存储的数据类型，这里设置为hash类型。

2. 缓存管理器

为了实现注解式缓存，我们需要创建一个缓存管理器，它负责将方法的返回值存储到Redis中，并从Redis中获取数据，以供调用者使用。缓存管理器需要实现注解中定义的规则，并提供一些附加功能，例如清空缓存、刷新缓存等。

以下是一个简单的缓存管理器实现：

```java
@Component
public class RedisCacheManager {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    public  T cache(String key, int expiration, String type, Callable callable) {
        ValueOperations valueOps = redisTemplate.opsForValue();
        HashOperations hashOps = redisTemplate.opsForHash();
        ListOperations listOps = redisTemplate.opsForList();
        SetOperations setOps = redisTemplate.opsForSet();
        ZSetOperations zSetOps = redisTemplate.opsForZSet();
        if (type.equalsIgnoreCase("string")) {
            return cacheString(valueOps, key, expiration, callable);
        } else if (type.equalsIgnoreCase("hash")) {
            return cacheHash(hashOps, key, expiration, callable);
        } else if (type.equalsIgnoreCase("list")) {
            return cacheList(listOps, key, expiration, callable);
        } else if (type.equalsIgnoreCase("set")) {
            return cacheSet(setOps, key, expiration, callable);
        } else if (type.equalsIgnoreCase("zset")) {
            return cacheZSet(zSetOps, key, expiration, callable);
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported redis data type: " + type);
        }
    }
    private  T cacheString(ValueOperations valueOps, String key, int expiration, Callable callable) {
        T object = (T) valueOps.get(key);
        if (object == null) {
            try {
                object = callable.call();
                if (object != null) {
                    valueOps.set(key, object, expiration, TimeUnit.SECONDS);
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return object;
    }

    private  T cacheHash(HashOperations hashOps, String key, int expiration, Callable callable) {
        // ...
    }
    private  T cacheList(ListOperations listOps, String key, int expiration, Callable callable) {
        // ...
    }
    private  T cacheSet(SetOperations setOps, String key, int expiration, Callable callable) {
        // ...
    }
    private  T cacheZSet(ZSetOperations zSetOps, String key, int expiration, Callable callable) {
        // ...
    }
}

这个示例中，cache()方法接受一个Callable对象，在Callable对象中执行业务逻辑代码，并返回结果。cache()方法根据注解中指定的数据类型选择对应的Redis操作类，调用相应的方法实现缓存。

例如，当type=”hash”时，调用cacheHash()方法，具体实现如下：

“`java

private T cacheHash(HashOperations hashOps, String key, int expiration, Callable callable) {

Map objectMap = (Map) hashOps.entries(key);

T object = (T) objectMap;

if (object == null) {

try {

object = callable.call();

if (object != null) {

hashOps.putAll(key, (Map) object);

redisTemplate.expire(key, expiration, TimeUnit.SECONDS);

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

return object;

}

这个示例中，cacheHash()方法使用Redis的Hash操作类实现缓存，首先调用entries()方法获取缓存中的数据，返回一个包含所有键值对的Map对象。如果缓存中没有数据，则调用Callable对象中的业务逻辑方法获取数据，并使用putAll()方法将数据存储到Redis的Hash中，同时设置过期时间，由expiration指定。

3. 基于AOP的注解实现

注解式缓存方案通常使用面向切面编程(AOP)实现，通过拦截被@RedisCache注解标记的方法，在缓存管理器中执行缓存操作。以下是一个简单的AOP配置：

```java
@Aspect
@Component
public class RedisCacheAspect {
    @Autowired
    private RedisCacheManager redisCacheManager;
    @Around("@annotation(com.example.annotations.RedisCache)")
    public Object cache(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        RedisCache redisCache = signature.getMethod().getAnnotation(RedisCache.class);
        String key = redisCache.key().replace("{", "").replace("}", "");
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        String[] params = StringUtils.substringsBetween(redisCache.key(), "{", "}");
        for (int i = 0; i 
            key = key.replace("{" + params[i] + "}", args[i].toString());
        }
        return redisCacheManager.cache(key, redisCache.expiration(), redisCache.type(), () -> {
            try {
                return joinPoint.proceed();
            } catch (Throwable throwable) {
                throwable.printStackTrace();
                return null;
            }
        });
    }
}

这个示例中，RedisCacheAspect类使用@Aspect注解标记，定义了一个环绕通知，拦截被@RedisCache注解标记的方法，并从注解中提取规则信息。

在cache()方法中，首先获取注解中的键名和参数值，使用StringUtils工具类处理替换参数，然后调用缓存管理器的cache()方法。cache()方法接受一个Callable对象，在Callable对象中执行业务逻辑代码，并返回结果。

4. 结语

本文介绍了一种基于注解的Redis缓存方案，利用动态规则将数据存储在Redis中，实现更高效的缓存操作。这个方案可以应用于各种类型的Java应用程序，并通过AOP实现非侵入式的缓存操作，对于提高应用性能非常有帮助。完整代码可在Github上找到。