黑马Redis笔记高级篇 | 多级缓存

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1、JVM进程缓存（tomcat服务内部）

1.1 导入商品案例

1、安装docker教程：黑马-Centos7安装Docker
2、根据本章资料中【案例导入说明.md】启动mysql镜像，注意要先关闭本地的mysql服务，否则3306端口被占用，mysql镜像会启动失败。
3、接下来完全按照【案例导入说明.md】导入

1.2 初识Caffeine

1.3 实现进程缓存

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2、Lua语法入门

2.1 初识Lua

2.2 变量和循环

2.3 条件控制、函数

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3、多级缓存

3.1 安装OpenResty

按照【安装OpenResty】教程安装，云服务器记得打开配置文件中对应端口（8081）

3.2 OpenResty快速入门

本地访问商品详情页时需要开启本地nginx，同时云服务器也要reload配置。

3.3 请求参数处理

//服务器OpenResty的nginx.conf
#user  nobody;
worker_processes  1;
error_log  logs/error.log;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    #lua 模块
    lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";
    #c模块     
    lua_package_cpath "/usr/local/openresty/lualib/?.so;;";  

    server {
        listen       8081;
        server_name  localhost;
        location ~ /api/item/(\d+) {
            # 默认的响应类型
            default_type application/json;
            # 响应结果由lua/item.lua文件决定
            content_by_lua_file lua/item.lua;
        }
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

--OpenResty的item.lua
-- 获取路径参数
local id = ngx.var[1]
-- 返回结果
ngx.say('{"id":' .. id .. ',"name":"SALSA AIR","title":"RIMOWA 26寸托运箱拉杆箱 SALSA AIR系列果绿色 820.70.36.4","price":19900,"image":"https://m.360buyimg.com/mobilecms/s720x720_jfs/t6934/364/1195375010/84676/e9f2c55f/597ece38N0ddcbc77.jpg!q70.jpg.webp","category":"拉杆箱","brand":"RIMOWA","spec":"","status":1,"createTime":"2019-04-30T16:00:00.000+00:00","updateTime":"2019-04-30T16:00:00.000+00:00","stock":2999,"sold":31290}')

3.4 查询Tomcat

这里由于本人的OpenResty安装在云服务器，而运行的程序（即视频中说到的tomcat服务器）在本地，实操踩了很多坑，详细记录一下。

首先我要先理清请求的过程：
1、浏览器向windows本地80端口发送请求：http://localhost/api/item/10003
2、该请求被本地的nginx拦截处理，转发给：云服务器IP:8081，即云服务器OpenResty
3、云服务器OpenResty（基于nginx）监听到符合/api/item/(\d+)的请求，调用lua脚本查询数据。由于此时云服务器被反向代理到windows本地，lua脚本查询到本地8081端口的tomcat服务器中的数据。

因此，想要正确地查到数据，首先需要先保证本地程序正处于运行状态，为8081端口提供服务。
其次需要保证本地端口能被云服务器（外网）访问，因此需要对本地windows进行内网穿透，这里我使用的是花生壳。
接下来贴出我的对应配置即代码以供参考：（出于隐私保护，我将对应ip和域名替换成【解释】的形式）
1、本地nginx配置文件

#user  nobody;
worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;
    keepalive_timeout  65;
    #nginx的业务集群，nginx本地缓存，redis缓存，tomcat查询
    upstream nginx-cluster{
        server 【云服务器ip】:8081;
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

	location /api {
            proxy_pass http://nginx-cluster;
        }

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

2、云服务器OpenResty中nginx配置

#user  nobody;
worker_processes  1;
error_log  logs/error.log;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    #lua 模块
    lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";
    #c模块     
    lua_package_cpath "/usr/local/openresty/lualib/?.so;;";  

    server {
        listen       8081;
        server_name  localhost;
        location /item {
            # windows电脑的ip和java服务端口
            proxy_pass http://【本地windows内网穿透后的外网域名】:【网穿透后的端口】;
        }
        location ~ /api/item/(\d+) {
            # 默认的响应类型
            default_type application/json;
            # 响应结果由lua/item.lua文件决定
            content_by_lua_file lua/item.lua;
        }
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

3、云服务器OpenResty中执行的lua脚本（这里调用的 read_http 等函数可以自行去黑马资料中找）

--导入common库
local common = require('common')
local read_http = common.read_http
-- 导入cjson库
local cjson = require('cjson')

-- 获取路径参数
local id = ngx.var[1]

-- 查询商品信息
local itemJSON = read_http("/item/" .. id,nil)
-- 查询库存信息
local stockJSON = read_http("/item/stock/" .. id,nil)

-- JSON转化为lua的table
local item = cjson.decode(itemJSON)
local stock = cjson.decode(stockJSON)

-- 组合数据
item.stock = stock.stock
item.sold = stock.sold

-- 把item序列化为json返回
ngx.say(cjson.encode(item))

多台tomcat负载均衡案例的云服务器OpenResty中nginx配置

#user  nobody;
worker_processes  1;
error_log  logs/error.log;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    #lua 模块
    lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";
    #c模块     
    lua_package_cpath "/usr/local/openresty/lualib/?.so;;";  

    upstream tomcat-cluster {
        hash $request_uri;
        server 【本地windows内网穿透后的外网域名】:【网穿透后的端口1】;# 注意这里没有http://
        server 【本地windows内网穿透后的外网域名】:【网穿透后的端口2】;# 注意这里没有http://
    }
    server {
        listen       8081;
        server_name  localhost;
        location /item {
            # windows电脑的ip和java服务端口
            proxy_pass http://tomcat-cluster;
        }
        location ~ /api/item/(\d+) {
            # 默认的响应类型
            default_type application/json;
            # 响应结果由lua/item.lua文件决定
            content_by_lua_file lua/item.lua;
        }
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

3.5 Redis缓存预热

1、云服务器利用Docker安装Redis

docker run --name redis -p 6379:6379 -d redis redis-server --appendonly yes

2、在item-service服务中引入Redis依赖

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

3、配置Redis地址

spring:
  redis:
    host: 【云服务器的ip（用于访问docker中6379端口的redis）】

4、编写初始化类

@Component
public class RedisHandler implements InitializingBean {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    @Autowired
    private IItemService itemService;
    @Autowired
    private IItemStockService stockService;
    private static final ObjectMapper MAPPER = new ObjectMapper();

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        //初始化缓存
        // 1.查询商品信息
        List<Item> itemList = itemService.list();
        // 2.放入缓存
        for (Item item : itemList) {
            // 2.1.item序列化为JSON
            String json = MAPPER.writeValueAsString(item);
            // 2.2.存入redis
            redisTemplate.opsForValue().set("item:id:" + item.getId(), json);
        }

        // 3.查询商品库存信息
        List<ItemStock> stockList = stockService.list();
        // 4.放入缓存
        for (ItemStock stock : stockList) {
            // 2.1.item序列化为JSON
            String json = MAPPER.writeValueAsString(stock);
            // 2.2.存入redis
            redisTemplate.opsForValue().set("item:stock:id:" + stock.getId(), json);
        }
    }
}

3.6 查询Redis缓存

1、修改common.lua引入Redis模块

-- 引入redis模块
local redis = require('resty.redis')
-- 初始化Redis对象
local red = redis:new()
-- 设置Redis超时时间
red:set_timeouts(1000, 1000, 1000)

-- 关闭redis连接的工具方法，其实是放入连接池
local function close_redis(red)
    local pool_max_idle_time = 10000 -- 连接的空闲时间，单位是毫秒
    local pool_size = 100 --连接池大小
    local ok, err = red:set_keepalive(pool_max_idle_time, pool_size)
    if not ok then
        ngx.log(ngx.ERR, "放入redis连接池失败: ", err)
    end
end

-- 查询redis的方法 ip和port是redis地址，key是查询的key
local function read_redis(ip, port, key)
    -- 获取一个连接
    local ok, err = red:connect(ip, port)
    if not ok then
        ngx.log(ngx.ERR, "连接redis失败 : ", err)
        return nil
    end
    -- 查询redis
    local resp, err = red:get(key)
    -- 查询失败处理
    if not resp then
        ngx.log(ngx.ERR, "查询Redis失败: ", err, ", key = " , key)
    end
    --得到的数据为空处理
    if resp == ngx.null then
        resp = nil
        ngx.log(ngx.ERR, "查询Redis数据为空, key = ", key)
    end
    close_redis(red)
    return resp
end

-- 封装函数，发送http请求，并解析响应
local function read_http(path, params)
    local resp = ngx.location.capture(path,{
        method = ngx.HTTP_GET,
        args = params,
    })
    if not resp then
        -- 记录错误信息，返回404
        ngx.log(ngx.ERR, "http查询失败, path: ", path , ", args: ", args)
        ngx.exit(404)
    end
    return resp.body
end

-- 将方法导出
local _M = {  
    read_http = read_http,
    read_redis = read_redis
}  
return _M

2、修改item.lua，设置为先查redis后查tomcat，减小tomcat服务器的压力，这里的127.0.0.1要替换成云服务器ip。
这里我也不清楚原因，明明OpenResty和redis都在云服务器上，但使用127.0.0.1查询就只能查到前三个商品。如果有大佬懂的话欢迎在评论区解答！

--导入common库
local common = require('common')
local read_http = common.read_http
local read_redis = common.read_redis
-- 导入cjson库
local cjson = require('cjson')

-- 封装查询函数
function read_data(key, path, params)
	-- 先查redis
	-- local resp = read_redis("127.0.0.1",6379,key)
	local resp = read_redis("【云服务器ip】",6379,key)
	-- 判断查询结果
	if not resp then
	    -- 这里一定要加(key or nil)，否则会报错lua entry thread aborted: runtime error
		ngx.log("redis查询失败，尝试查询http key:",(key or nil))
		-- redis查询失败，查询http
		resp = read_http(path, params)
	end
	return resp
end

-- 获取路径参数
local id = ngx.var[1]

-- 查询商品信息
local itemJSON = read_data("item:id:" .. id,"/item/" .. id,nil)
-- 查询库存信息
local stockJSON = read_data("item:stock:id:" .. id,"/item/stock/" .. id,nil)

-- JSON转化为lua的table
local item = cjson.decode(itemJSON)
local stock = cjson.decode(stockJSON)

-- 组合数据
item.stock = stock.stock
item.sold = stock.sold

-- 把item序列化为json返回
ngx.say(cjson.encode(item))

3.7 Nginx本地缓存

1、OpenResty的配置中开启共享词典（本地缓存）

#user  nobody;
worker_processes  1;
error_log  logs/error.log;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    #lua 模块
    lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";
    #c模块     
    lua_package_cpath "/usr/local/openresty/lualib/?.so;;";  
    # 添加共享词典（本地缓存）
    lua_shared_dict item_cache 150m;

    upstream tomcat-cluster {
        hash $request_uri;
        server 【本地windows内网穿透后的外网域名】:【网穿透后的端口1】;# 注意这里没有http://
        server 【本地windows内网穿透后的外网域名】:【网穿透后的端口2】;# 注意这里没有http://
    }
    server {
        listen       8081;
        server_name  localhost;
        location /item {
            # windows电脑的ip和java服务端口
            proxy_pass http://tomcat-cluster;
        }
        location ~ /api/item/(\d+) {
            # 默认的响应类型
            default_type application/json;
            # 响应结果由lua/item.lua文件决定
            content_by_lua_file lua/item.lua;
        }
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

2、修改item.lua中的业务逻辑

--导入common库
local common = require('common')
local read_http = common.read_http
local read_redis = common.read_redis
-- 导入cjson库
local cjson = require('cjson')
-- 导入共享词典，本地缓存
local item_cache = ngx.shared.item_cache

-- 封装查询函数
function read_data(key, expire, path, params)
	-- 先查本地缓存
	local val = item_cache:get(key)
	if not val then
		ngx.log(ngx.ERR, "本地缓存查询失败，尝试查询redis key:",(key or nil))
		-- 查redis
		-- val = read_redis("127.0.0.1",6379,key)
		val = read_redis("124.222.157.95",6379,key)
		-- 判断查询结果
		if not val then
			ngx.log(ngx.ERR, "redis查询失败，尝试查询http key:",(key or nil))
			-- redis查询失败，查询http
			val = read_http(path, params)
		end
	end
	-- 查询成功，写入本地缓存
	item_cache:set(key, val, expire)
	-- 返回数据
	return val
end

-- 获取路径参数
local id = ngx.var[1]

-- 查询商品信息
local itemJSON = read_data("item:id:" .. id, 1800, "/item/" .. id,nil)
-- 查询库存信息
local stockJSON = read_data("item:stock:id:" .. id, 60, "/item/stock/" .. id,nil)

-- JSON转化为lua的table
local item = cjson.decode(itemJSON)
local stock = cjson.decode(stockJSON)

-- 组合数据
item.stock = stock.stock
item.sold = stock.sold

-- 把item序列化为json返回
ngx.say(cjson.encode(item))

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4、缓存同步策略

4.1 数据同步策略

1、基于MQ的异步通知：发消息对于item-service仍然有侵入

2、基于Canal的异步通知：无侵入

4.2 安装Canal

根据【安装Canal.md】安装即可。

4.3 监听Canal

跟着视频教程操作即可，云服务器11111端口记得开放。

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多级缓存总结