Redis Java Lettuce驱动框架原理解析

Lettuce是一个高性能基于Java编写的Redis驱动框架，底层集成了Project Reactor提供天然的反应式编程，通信框架集成了Netty使用了非阻塞IO，5.x版本之后融合了JDK1.8的异步编程特性，在保证高性能的同时提供了十分丰富易用的API，5.1版本的新特性如下：

• 支持Redis的新增命令ZPOPMIN, ZPOPMAX, BZPOPMIN, BZPOPMAX。
• 支持通过Brave模块跟踪Redis命令执行。
• 支持Redis Streams。
• 支持异步的主从连接。
• 支持异步连接池。
• 新增命令最多执行一次模式（禁止自动重连）。
• 全局命令超时设置（对异步和反应式命令也有效）。
• ......等等

注意一点：Redis的版本至少需要2.6，当然越高越好，API的兼容性比较强大。

引入依赖项：

<dependency>
<groupId>io.lettuce</groupId>
<artifactId>lettuce-core</artifactId>
<version>5.3.4.RELEASE</version>
</dependency>

一、连接Redis

单机、哨兵、集群模式下连接Redis需要一个统一的标准去表示连接的细节信息，在Lettuce中这个统一的标准是RedisURI。可以通过三种方式构造一个RedisURI实例：

定制的字符串URI语法：

RedisURI uri = RedisURI.create("redis://localhost/");

使用建造器（RedisURI.Builder）：

RedisURI uri = RedisURI.builder().withHost("localhost").withPort(6379).build();

直接通过构造函数实例化：

RedisURI uri = new RedisURI("localhost", 6379, 60, TimeUnit.SECONDS);

二、基本使用

Lettuce使用的时候依赖于四个主要组件：

• RedisURI：连接信息。
• RedisClient：Redis客户端，特殊地，集群连接有一个定制的RedisClusterClient。
• Connection：Redis连接，主要是StatefulConnection或者StatefulRedisConnection的子类，连接的类型主要由连接的具体方式（单机、哨兵、集群、订阅发布等等）选定，比较重要。
  
• RedisCommands：Redis命令API接口，基本上覆盖了Redis发行版本的所有命令，提供了同步（sync）、异步（async）、反应式（reative）的调用方式，对于使用者而言，会经常跟RedisCommands系列接口打交道。
  

一个基本使用例子如下：

RedisURI redisUri = RedisURI.builder()          // <1> 创建单机连接的连接信息
    .withHost("localhost")
    .withPort(6379)
    .withTimeout(Duration.of(10, ChronoUnit.SECONDS))
    .build();
RedisClient redisClient = RedisClient.create(redisUri);  // <2> 创建客户端
StatefulRedisConnection<String, String> connection = redisClient.connect();   // <3> 创建线程安全的连接
RedisCommands<String, String> redisCommands = connection.sync();        // <4> 创建同步命令
SetArgs setArgs = SetArgs.Builder.nx().ex(5);
String result = redisCommands.set("name", "throwable", setArgs);
result = redisCommands.get("name");
System.out.println(result);
// ... 其他操作
connection.close();  // <5> 关闭连接
redisClient.shutdown(); // <6> 关闭客户端

关闭连接一般在应用程序停止之前操作，一个应用程序中的一个Redis驱动实例不需要太多的连接（一般情况下只需要一个连接实例就可以，如果有多个连接的需要可以考虑使用连接池，其实Redis目前处理命令的模块是单线程，在客户端多个连接多线程调用理论上没有效果）。

关闭客户端一般应用程序停止之前操作，如果条件允许的话，基于后开先闭原则，客户端关闭应该在连接关闭之后操作。

三、Lettuce API

• 同步（sync）：RedisCommands。
• 异步（async）：RedisAsyncCommands。
• 反应式（reactive）：RedisReactiveCommands。
  

RedisURI redisUri = RedisURI.builder()
    .withHost("localhost")
    .withPort(6379)
    .withTimeout(Duration.of(10, ChronoUnit.SECONDS))
    .build();
RedisClient client = RedisClient.create(redisUri);
StatefulRedisConnection<String, String> connection = client.connect();

Redis命令API的具体实现可以直接从StatefulRedisConnection实例获取，见其接口定义：

public interface StatefulRedisConnection<K, V> extends StatefulConnection<K, V> {
  boolean isMulti();
  RedisCommands<K, V> sync();
  RedisAsyncCommands<K, V> async();
  RedisReactiveCommands<K, V> reactive();
} 

值得注意的是，在不指定编码解码器RedisCodec的前提下，RedisClient创建的StatefulRedisConnection实例一般是泛型实例StatefulRedisConnection<String,String>，也就是所有命令API的KEY和VALUE都是String类型，这种使用方式能满足大部分的使用场景。当然，必要的时候可以定制编码解码器RedisCodec<K,V>。

同步API

先构建RedisCommands实例

RedisCommands<String, String> redisCommands= connection.sync();
String pong = redisCommands.ping();
// 返回PONG
System.out.println("pong：" + pong);

SetArgs setArgs = SetArgs.Builder.nx().ex(5);
redisCommands.set("name", "throwable", setArgs);
String value = redisCommands.get("name");
System.out.println("name:" + value);

同步API在所有命令调用之后会立即返回结果。如果熟悉Jedis的话，RedisCommands的用法其实和它相差不大。

异步API

先构建RedisAsyncCommands实例：

RedisAsyncCommands<String, String> redisCommands = connection.async();

基本使用：

RedisAsyncCommands<String, String> redisCommands = connection.async();
RedisFuture<String> redisFuture = redisCommands.ping();
// 返回PONG
System.out.println("pong：" + redisFuture.get());

SetArgs setArgs = SetArgs.Builder.nx().ex(5);
RedisFuture<String> future = redisCommands.set("name", "throwable", setArgs);
System.out.println("name:" + future.get());

RedisAsyncCommands所有方法执行返回结果都是RedisFuture实例，而RedisFuture接口的定义如下：

public interface RedisFuture<V> extends CompletionStage<V>, Future<V> {
  String getError();
  boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
}  

也就是，RedisFuture可以无缝使用Future或者JDK1.8中引入的CompletableFuture提供的方法。

反应式API

Lettuce引入的反应式编程框架是Project Reactor，如果没有反应式编程经验可以先自行了解一下Project Reactor。

构建RedisReactiveCommands实例：

RedisReactiveCommands<String, String> redisCommands = connection.reactive();

根据Project Reactor，RedisReactiveCommands的方法如果返回的结果只包含0或1个元素，那么返回值类型是Mono，如果返回的结果包含0到N（N大于0）个元素，那么返回值是Flux。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持易盾网络。