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使用Redis實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫對象自增ID的方法

 更新時(shí)間:2024年11月28日 08:41:15   作者:灰小猿  
在分布式項(xiàng)目中,數(shù)據(jù)表的主鍵ID一般可能存在于UUID或自增ID這兩種形式,UUID好理解而且實(shí)現(xiàn)起來也最容易,但是缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)表中的主鍵ID是32位的字符串,我們通常會優(yōu)先考慮使用自增ID來代替UUID使用,所以本文介紹了使用Redis實(shí)現(xiàn)生成對象自增ID的方法

在分布式項(xiàng)目中,數(shù)據(jù)表的主鍵ID一般可能存在于UUID或自增ID這兩種形式,UUID好理解而且實(shí)現(xiàn)起來也最容易,但是缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)表中的主鍵ID是32位的字符串,在大數(shù)據(jù)查詢等情況下性能會相對比較差,所以在需求允許的情況下,我們通常會優(yōu)先考慮使用自增ID來代替UUID使用。

在分布式項(xiàng)目中如果你的數(shù)據(jù)表的主鍵ID是自增ID,那么常見的生成對象主鍵ID的方式有:

  • 雪花算法

    • 優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)簡單

    • 缺點(diǎn):生成ID較長、生成ID不連續(xù),會造成ID浪費(fèi)

  • 采用框架自帶的ID生成器,如MybatisPlus的@AutoID

    • 優(yōu)點(diǎn):依賴框架,實(shí)現(xiàn)簡單

    • 缺點(diǎn):無法在插入對象前獲取到對象的主鍵ID

  • 采用Redis緩存生成主鍵ID等

    • 優(yōu)點(diǎn):生成的ID連續(xù),數(shù)據(jù)在表中的可讀性好

    • 缺點(diǎn):借助Redis緩存,實(shí)現(xiàn)相比前兩種較復(fù)雜

這篇文章我們主要介紹如何通過Redis來實(shí)現(xiàn)生成對象自增ID的方法。

1、緩存實(shí)現(xiàn)原理

通過Redis實(shí)現(xiàn)對象自增ID的方式,主要是通過Redis的INCR 和 INCRBY 命令來對鍵值進(jìn)行遞增操作,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的功能,主要原因是Redis 是單線程模型,所有命令都是原子操作,不會發(fā)生競態(tài)條件,

在使用時(shí)要留意以下特點(diǎn)與注意事項(xiàng)

  1. 原子性INCR、INCRBY 和 INCRBYFLOAT 命令都是原子性的,這意味著如果多個客戶端同時(shí)執(zhí)行這些命令,Redis 會保證每個命令的執(zhí)行不會發(fā)生競態(tài)條件。

  2. 數(shù)據(jù)類型要求:這些命令要求操作的值是整數(shù)(INCR 和 INCRBY)或浮點(diǎn)數(shù)(INCRBYFLOAT)。如果鍵對應(yīng)的值不是數(shù)值類型,Redis 會返回錯誤。

  3. 性能:Redis 是單線程的,所有命令都是原子操作,因此在高并發(fā)環(huán)境下執(zhí)行這些命令時(shí),性能表現(xiàn)非常好。

  4. 鍵不存在的情況:如果執(zhí)行 INCR 或 INCRBY 時(shí),鍵不存在,Redis 會自動創(chuàng)建這個鍵并初始化其值為 0,然后進(jìn)行遞增。

2、Redis工具類實(shí)現(xiàn)ID自動生成

了解到通過Redis實(shí)現(xiàn)的原理之后,就是如何設(shè)計(jì)緩存以保證每張表的數(shù)據(jù)之間不會相互影響,

以user表為例,對應(yīng)的model為UserModel,那么我們就可以將model名稱作為key,當(dāng)前已有的最大的ID作為value來進(jìn)行存儲,因?yàn)槊恳粡埍韺?yīng)的model名稱都是不一樣的,所以這里一定不會出現(xiàn)key重復(fù)的情況,

下面是一些在Redis中生成和獲取對象自增ID的工具方法,方便新建對象時(shí)直接調(diào)用

@Component("redisUtils")
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class RedisUtils implements InitializingBean {
    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    private static RedisUtils redisUtils;
 
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        redisUtils = this;
    }
 
    /**
     * 獲取自增ID
     */
    public static <T> Integer getIncr(Class<T> tClass) {
        try {
            String key = tClass.getName();
            Long increment = redisUtils.stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key, 1);
            return Math.toIntExact(increment);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RedisSystemException(e.getMessage(), e);
        }
    }
 
    /**
     * 獲取自增ID,指定遞增長度,用于批量創(chuàng)建對象時(shí),只請求一次Redis
     * 如批量創(chuàng)建五個對象,delta等于5
     */
    public static <T> Integer getIncr(Class<T> tClass, int delta) {
        try {
            String key = tClass.getName();
            Long increment = redisUtils.stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key, delta);
            return Math.toIntExact(increment);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RedisSystemException(e.getMessage(), e);
        }
    }
 
    /**
     * 緩存預(yù)熱,用于項(xiàng)目啟動時(shí)初始化Redis中各個表的最大ID
     */
    public static <T> long incrPreheat(Class<T> tClass, Long maxValue) {
        if (maxValue == null) {
            maxValue = 0L;
        }
        if (maxValue < 0) {
            //異常拋出,預(yù)熱的初始值不能小于0
        }
        Integer incr = getIncr(tClass);
        if (maxValue <= incr) {
            return incr;
        }
        return getIncr(tClass, (int) (maxValue - incr));
    }
}

解釋:InitializingBean是Spring提供的拓展性接口,InitializingBean接口為bean提供了屬性初始化后的處理方法,它只有一個afterPropertiesSet方法,凡是繼承該接口的類,在bean的屬性初始化后都會執(zhí)行該方法。

3、緩存預(yù)熱

緩存預(yù)熱是指在項(xiàng)目啟動時(shí),將每一張表當(dāng)前最大的主鍵ID預(yù)先加載到Redis中,這樣在后面使用的時(shí)候,就可以直接從Redis中獲取下一次ID即可,不需要再去訪問數(shù)據(jù)庫查詢最大ID,緩存預(yù)熱一般會建立在Redis專門的初始化類中,以便在啟動項(xiàng)目時(shí)可以運(yùn)行該類,具體如下:

/**
 * 緩存預(yù)熱
 *
 * @author hxy
 */
@Component
@DependsOn("redisUtils")
@RequiredArgsConstructor
public class RedisInit {
 
    private final UserMapper userMapper;
 
    /**
     * 獲取每一張表中當(dāng)前的最大ID,然后預(yù)熱到redis中
     */
    @PostConstruct
    public void init() {
        RedisUtils.incrPreheat(UserModel.class, userMapper.maxId());
    }
}

解釋:@DependsOn注解可以定義在類和方法上,意思是我這個組件要依賴于另一個組件,也就是說被依賴的組件會比該組件先注冊到IOC容器中。

解釋:@PostConstruct注解

在Java中,@PostConstruct注解,通常用于標(biāo)記一個方法,它表示該方法在類實(shí)例化之后(通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對象之后)立即執(zhí)行。

加上@PostConstruct注解的方法會在對象的所有依賴項(xiàng)都已經(jīng)注入完成之后執(zhí)行。通過使用@PostConstruct注解,我們可以確保在對象完全創(chuàng)建和初始化之后才執(zhí)行這些操作。這個注解通常用在依賴注入(Dependency Injection)的框架中,例如Spring。

@PostConstruct 注解可以用在任何類的方法上,但它最常用于標(biāo)記在 Spring Framework 中的 Bean 類中的初始化方法。

4、model層封裝調(diào)用

在實(shí)例化一個model對象的時(shí)候,要將model的主鍵ID進(jìn)行賦值,這個時(shí)候就要從Redis中獲取到當(dāng)前對象應(yīng)該對應(yīng)的主鍵ID,我們可以在model類中構(gòu)建一個newInstance方法或有參構(gòu)造,來專門的生成需要賦值主鍵ID的對象,在方法中調(diào)用redis工具類的getIncr方法,獲取到最新最小未使用的主鍵ID并賦值給新建的model即可。

@Getter
@Setter
public class UserModel {
 
    private Integer id;
 
    private String name;
 
    private Integer age;
 
    private String tel;
 
    public UserModel() {
    }
 
    /**
     * 提供一個能夠生成自增ID的有參構(gòu)造,需要生成自增ID時(shí)調(diào)用
     */
    public UserModel(boolean autoId) {
        if (autoId) {
            this.id = RedisUtils.getIncr(UserModel.class);
        }
    }
}

如果你是需要批量創(chuàng)建對象并且給對象賦值主鍵ID的情況,可以按照如下方式使用,這樣可以只調(diào)用一次Redis,避免重復(fù)調(diào)用Redis影響性能。

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserServiceImpl {
 
    private final UserMapper userMapper;
 
    public void batchAddUser(){
        int addNumber = 10;
        //提前生成自定跨度的ID,比如之前最大ID是6,獲取后得到的incr是16
        Integer incr = RedisUtils.getIncr(UserModel.class, addNumber);
        List<UserModel> userModels = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < addNumber; i++) {
            UserModel userModel = new UserModel();
            //每一個主鍵ID依次遞減使用
            userModel.setId(incr--);
            userModels.add(userModel);
        }
        userMapper.insertBatch(userModels);
    }
}

至此,通過Redis來獲取對象自增ID的方法已經(jīng)完成,如果在使用過程中有其他場景需求,可以對redisUtils中的方法進(jìn)行拓展即可。

到此這篇關(guān)于使用Redis實(shí)現(xiàn)生成對象自增ID的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis實(shí)現(xiàn)對象自增ID內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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