SpringBoot 缓存序列化

时间:2022-09-28 悠然予夏人气:0

刚刚完成了Spring Boot整合Redis进行了数据的缓存管理，但缓存管理的实体类数据使用的是JDK序列化方式，不便于使用可视化管理工具进行查看和管理。

接下来分别针对基于注解的Redis缓存实现和基于API的Redis缓存实现中的数据序列化机制进行介绍，并自定义JSON格式的数据序列化方式进行数据缓存管理

1、自定义RedisTemplate

1.1、Redis API默认序列化机制

基于API的Redis缓存实现是使用RedisTemplate模板进行数据缓存操作的，这里打开RedisTemplate类，查看该类的源码信息

public class RedisTemplate<K, V> extends RedisAccessor implements RedisOperations<K, V>, BeanClassLoaderAware {
    // 声明了key、value的各种序列化方式，初始值为空
    @Nullable
    private RedisSerializer keySerializer = null;
    @Nullable
    private RedisSerializer valueSerializer = null;
    @Nullable
    private RedisSerializer hashKeySerializer = null;
    @Nullable
    private RedisSerializer hashValueSerializer = null;
...
    // 进行默认序列化方式设置，设置为JDK序列化方式
    public void afterPropertiesSet() {
        super.afterPropertiesSet();
        boolean defaultUsed = false;
        if (this.defaultSerializer == null) {
            this.defaultSerializer = new JdkSerializationRedisSerializer(
                    this.classLoader != null ?
                            this.classLoader : this.getClass().getClassLoader());
        }
        ...
    }
        ...
}

从上述RedisTemplate核心源码可以看出，在RedisTemplate内部声明了缓存数据key、value的各种序列化方式，且初始值都为空；在afterPropertiesSet()方法中，判断如果默认序列化参数defaultSerializer为空，将数据的默认序列化方式设置为JdkSerializationRedisSerializer

根据上述源码信息的分析，可以得到以下两个重要的结论：

（1）使用RedisTemplate进行Redis数据缓存操作时，内部默认使用的是JdkSerializationRedisSerializer序列化方式，所以进行数据缓存的实体类必须实现JDK自带的序列化接口（例如Serializable）；

（2）使用RedisTemplate进行Redis数据缓存操作时，如果自定义了缓存序列化方式defaultSerializer，那么将使用自定义的序列化方式。

另外，在RedisTemplate类源码中，看到的缓存数据key、value的各种序列化类型都是RedisSerializer。进入RedisSerializer源码查看RedisSerializer支持的序列化方式（进入该类后，使用Ctrl+Alt+左键单击类名查看）

可以看出，RedisSerializer是一个Redis序列化接口，默认有6个实现类，这6个实现类代表了6种不同的数据序列化方式。其中，JdkSerializationRedisSerializer是JDK自带的，也是RedisTemplate内部默认使用的数据序列化方式，开发者可以根据需要选择其他支持的序列化方式（例如JSON方式）

1.2、自定义RedisTemplate序列化机制

在项目中引入Redis依赖后，Spring Boot提供的RedisAutoConfiguration自动配置会生效。打开RedisAutoConfiguration类，查看内部源码中关于RedisTemplate的定义方式

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

从上述RedisAutoConfiguration核心源码中可以看出，在Redis自动配置类中，通过Redis连接工厂RedisConnectionFactory初始化了一个RedisTemplate；该类上方添加了@ConditionalOnMissingBean注解（顾名思义，当某个Bean不存在时生效），用来表明如果开发者自定义了一个名为redisTemplate的Bean，则该默认初始化的RedisTemplate不会生效。

如果想要使用自定义序列化方式的RedisTemplate进行数据缓存操作，可以参考上述核心代码创建一个名为redisTemplate的Bean组件，并在该组件中设置对应的序列化方式即可

接下来，在项目中创建名为com.lagou.config的包，在该包下创建一个Redis自定义配置类RedisConfig，并按照上述思路自定义名为redisTemplate的Bean组件

@Configuration
public class RedisConfig {
    // 自定义RedisTemplate
    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        // 创建一个JSON格式序列化对象，对缓存数据的key和value进行转换
        Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        // 解决查询缓存转换异常的问题
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
        // 设置RedisTemplate模板api序列化方式为json
        template.setDefaultSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        return template;
    }
}

通过@Configuration注解定义了一个RedisConfig配置类，并使用@Bean注解注入了一个默认名称为方法名的redisTemplate组件（注意，该Bean组件名称必须是redisTemplate）。在定义的Bean组件中，自定义了一个RedisTemplate，使用自定义的Jackson2JsonRedisSerializer数据序列化方式；在定制序列化方式中，定义了一个ObjectMapper用于进行数据转换设置

1.3、效果测试

可以看出，执行findById()方法正确查询出用户评论信息Comment，重复进行同样的查询操作，数据库只执行了一次SQL语句，这说明定制的Redis缓存生效。

使用Redis客户端可视化管理工具Redis Desktop Manager查看缓存数据：

执行findById()方法查询出用户评论信息Comment正确存储到了Redis缓存库中，且缓存到Redis服务的数据已经使用了JSON格式存储展示，查看和管理也非常方便，说明自定义的Redis API模板工具RedisTemplate生效

2、自定义RedisCacheManager

刚刚针对基于 API方式的RedisTemplate进行了自定义序列化方式的改进，从而实现了JSON序列化方式缓存数据，但是这种自定义的RedisTemplate对于基于注解的Redis缓存来说，是没有作用的。

接下来，针对基于注解的Redis缓存机制和自定义序列化方式进行讲解

2.1、Redis注解默认序列化机制

打开Spring Boot整合Redis组件提供的缓存自动配置类RedisCacheConfiguration（org.springframework.boot.autoconfigure.cache包下的），查看该类的源码信息，其核心代码如下

@Configuration
class RedisCacheConfiguration {
    @Bean
    public RedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory, ResourceLoader resourceLoader) {
        RedisCacheManagerBuilder builder = RedisCacheManager
                .builder(redisConnectionFactory)
                .cacheDefaults(this.determineConfiguration(resourceLoader.getClassLoader()));
        List<String> cacheNames = this.cacheProperties.getCacheNames();
        if (!cacheNames.isEmpty()) {
            builder.initialCacheNames(new LinkedHashSet(cacheNames));
        }
        return (RedisCacheManager) this.customizerInvoker.customize(builder.build());
    }
    private org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration
    determineConfiguration(ClassLoader classLoader) {
        if (this.redisCacheConfiguration != null) {
            return this.redisCacheConfiguration;
        } else {
            Redis redisProperties = this.cacheProperties.getRedis();
            org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration config = org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig();
            config = config.serializeValuesWith(SerializationPair.fromSerializer(
                            new JdkSerializationRedisSerializer(classLoader)));
            ...
            return config;
        }
    }
}

从上述核心源码中可以看出，同RedisTemplate核心源码类似，RedisCacheConfiguration内部同样通过Redis连接工厂RedisConnectionFactory定义了一个缓存管理器RedisCacheManager；同时定制RedisCacheManager时，也默认使用了JdkSerializationRedisSerializer序列化方式。

如果想要使用自定义序列化方式的RedisCacheManager进行数据缓存操作，可以参考上述核心代码创建一个名为cacheManager的Bean组件，并在该组件中设置对应的序列化方式即可

注意，在Spring Boot 2.X版本中，RedisCacheManager是单独进行构建的。因此，在SpringBoot 2.X版本中，对RedisTemplate进行自定义序列化机制构建后，仍然无法对RedisCacheManager内部默认序列化机制进行覆盖（这也就解释了基于注解的Redis缓存实现仍然会使用JDK默认序列化机制的原因），想要基于注解的Redis缓存实现也使用自定义序列化机制，需要自定义RedisCacheManager

2.2、自定义RedisCacheManager

在项目的Redis配置类RedisConfig中，按照上一步分析的定制方法自定义名为cacheManager的Bean组件

    @Bean
    public RedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        // 分别创建String和JSON格式序列化对象，对缓存数据key和value进行转换
        RedisSerializer<String> strSerializer = new StringRedisSerializer();
        Jackson2JsonRedisSerializer jacksonSerial = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        // 解决查询缓存转换异常的问题
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        // om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        om.activateDefaultTyping(LaissezFaireSubTypeValidator.instance, ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL, JsonTypeInfo.As.PROPERTY); // 上面注释过时代码的替代方法
        jacksonSerial.setObjectMapper(om);
        // 定制缓存数据序列化方式及时效
        RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .entryTtl(Duration.ofDays(1)) // 设置缓存数据的时效（设置为了1天）
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair
                        .fromSerializer(strSerializer)) // 对当前对象的key使用strSerializer这个序列化对象，进行转换
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair
                        .fromSerializer(jacksonSerial)) // 对value使用jacksonSerial这个序列化对象，进行转换
                .disableCachingNullValues();
        RedisCacheManager cacheManager = RedisCacheManager
                .builder(redisConnectionFactory).cacheDefaults(config).build();
        return cacheManager;
    }

上述代码中，在RedisConfig配置类中使用@Bean注解注入了一个默认名称为方法名的cacheManager组件。在定义的Bean组件中，通过RedisCacheConfiguration对缓存数据的key和value分别进行了序列化方式的定制，其中缓存数据的key定制为StringRedisSerializer（即String格式），而value定制为了Jackson2JsonRedisSerializer（即JSON格式），同时还使用entryTtl(Duration.ofDays(1))方法将缓存数据有效期设置为1天

完成基于注解的Redis缓存管理器RedisCacheManager定制后，可以对该缓存管理器的效果进行测试（使用自定义序列化机制的RedisCacheManager测试时，实体类可以不用实现序列化接口）

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