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详解Spring Boot的RedisAutoConfiguration配置

2024-06-14 16:00 由 华为云开发者联盟 发表于 #后端开发

本文分享自华为云社区《【Spring Boot 源码学习】RedisAutoConfiguration 详解》，作者： Huazie。

引言

带大家分析 Spring Boot 内置的有关 Redis 的自动配置类【RedisAutoConfiguration】。

1. Spring Data Redis

Spring Data Redis 是 Spring Data 家族的一部分，它提供了从 Spring 应用程序中轻松配置和访问 Redis 的功能。

我们来看看官方介绍的特性：

  • 连接包作为多个 Redis 驱动程序（ Lettuce 和 Jedis ）的低级别抽象。
  • 将 Redis 驱动程序异常转换为 Spring 的可移植数据访问异常层次结构。
  • 提供各种 Redis 操作、异常转换和序列化支持的 RedisTemplate。
  • 支持发布订阅（例如用于消息驱动 POJO 的消息监听器容器）。
  • 支持 Redis Sentinel 和 Redis Cluster。
  • 使用 Lettuce 驱动程序的响应式 API。
  • 支持 JDK、String、JSON和 Spring 对象 / XML 映射序列化器。
  • 在 Redis 上实现 JDK 集合。
  • 支持原子计数器类。
  • 支持排序和管道功能。
  • 专用于 SORT、SORT/GET模式和支持返回批量值的功能。
  • 为 Spring 缓存抽象提供 Redis 实现。
  • 自动实现 Repository 接口，包括使用 @EnableRedisRepositories 支持自定义查询方法。
  • 对存储库提供 CDI 支持。

在 Spring Data Redis 中，我们可以直接使用 RedisTemplate 及其相关的类来操作 Redis。虽然 RedisConnection 提供了接受和返回二进制值（字节数组）的低级方法，但 RedisTemplate 负责序列化和连接管理，使用户可以无需处理这些细节。

RedisTemplate 还提供了操作视图（按照 Redis 命令参考进行分组），这些视图提供了丰富、通用的接口，用于针对特定类型或特定键进行操作（通过 KeyBound 接口实现），如下表所示：

下面我们来看看相关的 Spring 配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
  xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

  <bean id="jedisConnFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory" p:use-pool="true"/>
  <!-- redis 模板定义 -->
  <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate" p:connection-factory-ref="jedisConnFactory"/>

</beans>

一旦配置完成，Redis 模板就是线程安全的，并且可以在多个实例之间重用。

RedisTemplate 使用基于 Java 的序列化器进行大部分操作。也就意味着通过模板写入或读取的任何对象都是通过 Java 进行序列化和反序列化的。

我们也可以更改模板上的序列化机制，可以添加如下配置：

<bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
    <property name="connectionFactory" ref="redisConnectionFactory"/>
    <property name="keySerializer">
        <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
    </property>
    <property name="valueSerializer">
        <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"/>
    </property>
    <property name="hashKeySerializer">
        <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/>
    </property>
    <property name="hashValueSerializer">
        <bean class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"/>
    </property>
</bean>

而 Redis 模块提供了几个序列化器的实现，有关这些实现大家可以查看 org.springframework.data.redis.serializer 包。

还可以将任何序列化程序设置为 null，并通过设置 enableDefaultSerializer 属性为 false 来使用RedisTemplate 与原始字节数组一起使用。

注意： 模板要求所有键都不为空。但是，只要底层序列化程序接受值，值就可以为空。

下面我们可以注入 RedisTemplate，并调用 RedisTemplate 的方法进行存储、查询、删除等操作。

@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
// 存储数据
redisTemplate.opsForValue().set("key", "value");
// 查询数据
Object value = redisTemplate.opsForValue().get("key");
// 删除数据
redisTemplate.delete("key");

对于需要特定模板视图的情况，声明视图作为依赖项并注入模板。容器会自动执行转换，消除opsFor[X] 调用，如下所示的示例：

public class Example {    
    // inject the template as ListOperations
    @Resource(name="redisTemplate")
    private ListOperations<String, String> listOps;
    
    public void addLink(String userId, URL url) {
      listOps.leftPush(userId, url.toExternalForm());
    }
}

当然 Spring Data Redis 肯定不止上述这些，有需要深入了解的读者们，请看如下：

参考： Spring Data Redis 官方文档

2. RedisAutoConfiguration

那么 Spring Data Redis 的 RedisTemplate 的自动配置在 Spring Boot 是如何实现的呢？

Spring Boot 是通过内置的 RedisAutoConfiguration 配置类来完成这一功能。下面我们具体分析一下：

注意： 以下涉及 Spring Boot 源码 均来自版本 2.7.9，其他版本有所出入，可自行查看源码。

2.1 加载自动配置组件

从之前的《【Spring Boot 源码学习】自动装配流程源码解析（上）》中，我们知道 Spring Boot 内部针对自动配置类，会读取如下两个配置文件：

  • META-INF/spring.factories
  • META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports

实际上 在 Spring Boot 2.7.9 版本中， Spring Boot 自己内部的 META-INF/spring.factories 中有关自动配置的注册类的配置信息已经被去除掉了，不过其他外围的 jar 中可能有自己的 META-INF/spring.factories 文件，它里面也有关于自动配置注册类的配置信息；

而 Spring Boot 内置的 RedisAutoConfiguration 配置类，则是配置在上述的第二个配置文件 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 中。

2.2 过滤自动配置组件

上述自动配置加载完之后，就来到了 《【Spring Boot 源码学习】自动装配流程源码解析（下）》 介绍的 过滤自动配置组件 逻辑。

这部分数据对应的配置内容在 META-INF/spring-autoconfigure-metadata.properties 文件中：

org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration=
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration.ConditionalOnClass=org.springframework.data.redis.core.RedisOperations

显然这里涉及到了 ConditionalOnClass 注解，我们翻看 RedisAutoConfiguration 配置类的源码，如下：

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

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")
    @ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        // 。。。
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    @ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
    public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        // 。。。
    }

}

2.2.1 涉及注解

我们先来看看上述 RedisAutoConfiguration 配置类涉及到的注解，如下：

  • @AutoConfiguration : 该类是一个自动配置类，Spring Boot 会根据项目中的依赖自动配置这个类的实例。
  • @ConditionalOnClass(RedisOperations.class) ：只有在项目中引入了 RedisOperations 类（通常由 spring-data-redis 库提供）的情况下，才会加载这个配置类。
  • @EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class) ：启用RedisProperties 类作为配置属性。这样，我们就可以在 application.properties 或application.yml 文件中定义 Redis 的相关配置。
  • @Import({ LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class }) ：导入注解，表示导入 LettuceConnectionConfiguration 和 JedisConnectionConfiguration 这两个类。这两个类通常用于配置 Redis 连接的具体实现，例如使用 Lettuce 还是 Jedis 等。
  • @Bean ：用于声明一个方法创建的对象是一个 Spring 管理的 Bean。Spring 容器会自动管理这个 Bean 的生命周期，包括依赖注入、初始化和销毁等。
  • @ConditionalOnMissingBean ：只有在当前 Spring 容器中不存在指定类型的 Bean 时，才会执行被注解的方法。这样可以用于确保在需要的时候才创建某个 Bean，避免重复创建。
  • @ConditionalOnSingleCandidate：只有在当前上下文中存在且只有一个指定类型的 bean 候选者时，才会创建这个 bean。

2.2.2 RedisProperties

其中 RedisProperties 类的属性值对应着 application.yml 或 application.properties 中的配置，通过注解@ConfigurationProperties(prefix = "spring.redis") 实现的属性注入。

有关属性注入的内容后续笔者会另外介绍，我们先来看看RedisProperties 类相关的部分源码 和 对应的配置参数：

@ConfigurationProperties(prefix = "spring.redis")
public class RedisProperties {

    // 。。。

    // Redis 服务器主机地址.
    private String host = "localhost";
    
    // 。。。

    // Redis 服务器的端口
    private int port = 6379;

    private Sentinel sentinel;

    private Cluster cluster;

    private final Jedis jedis = new Jedis();

    private final Lettuce lettuce = new Lettuce();

    // Redis 连接池配置
    public static class Pool {
        // 。。。
    }
    // Redis 集群配置
    public static class Cluster {
        // 。。。
    }
    // Redis 哨兵配置
    public static class Sentinel {
        // 。。。
    }
    // Jedis 客户端配置
    public static class Jedis {

        // Jedis 连接池配置
        private final Pool pool = new Pool();
    }
    // Lettuce 客户端配置
    public static class Lettuce {
        // Lettuce 连接池配置
        private final Pool pool = new Pool();

        private final Cluster cluster = new Cluster();
    }
}

然后在 application.properties 中，我们就可以添加类似如下的配置：

# Redis 单机配置
spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=31113

# Redis 集群配置
# nodes属性是Redis集群节点的地址和端口，用逗号分隔。
spring.redis.cluster.nodes=192.168.1.1:7000,192.168.1.2:7001,192.168.1.3:7002
# max-redirects属性是最大重定向次数，用于处理节点故障的情况。
spring.redis.cluster.max-redirects=3

# mymaster是哨兵模式下的主节点名称。
spring.redis.sentinel.master=mymaster
# nodes是哨兵模式下的从节点地址和端口。
spring.redis.sentinel.nodes=192.168.1.1:26379,192.168.1.2:26379,192.168.1.3:26379

# ...其他配置省略

2.3 redisTemplate 方法

先来看看 redisTemplate 方法的源码【Spring Boot 2.7.9】：

@Bean
@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")
@ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
    RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
    template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
    return template;
}

上述逻辑表示只有在当前上下文中不存在名为 "redisTemplate" 的 Bean 时，才会创建一个名为 redisTemplate 的 RedisTemplate Bean，并将其与一个可用的 Redis 连接工厂关联起来。

2.4 stringRedisTemplate 方法

我们再来看看 stringRedisTemplate 方法的源码【Spring Boot 2.7.9】：

@Bean
@ConditionalOnMissingBean
@ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
    return new StringRedisTemplate(redisConnectionFactory);
}

上述逻辑也好理解，它表示只有在当前上下文中不存在名为 "stringRedisTemplate" 的 Bean 时，才会创建一个名为stringRedisTemplate的 StringRedisTemplate Bean，并将其与一个可用的 Redis 连接工厂关联起来。

StringRedisTemplate 是 RedisTemplate 的子类，专门用于处理字符串类型的数据。

StringRedisTemplate 使用的是 StringRedisSerializer，它在存入数据时会将数据先序列化成字节数组。

默认情况下，StringRedisTemplate 采用的序列化策略有两种：

  • String 的序列化策略，
  • JDK 的序列化策略。

总结

本篇我们深入分析了 RedisAutoConfiguration 配置类的相关内容，进一步加深了对自动配置装配流程的了解。

 

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