【前端必备技能java之若依框架缓存(redis)模块封装梳理与MyBatis最佳实践】

2024-03-09 13:00:05 分类：前端 热度：59 评论： 0

【前端必备技能java之若依框架缓存(redis)模块封装梳理与MyBatis最佳实践】

什么是Redis和MyBatis 🚩

极速缓存Redis

下面是在redis存储数据的截图：

上面左侧是redis仓库的存储目录，这些目录由redis封装模块定定义。这些数据是存储在计算机内存上，所以读取的速度非常快，相比与数据库的读取速度要快几十甚至几百倍，因此redis通常被用作数据库、缓存和消息代理。redis支持多种类型的数据结构，如字符串（strings）、列表（lists）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）、散列（hashes）、位图（bitmaps）、超日志（hyperloglogs）和地理空间索引（geospatial indexes）。
虽然redis存储数据在内存上，但是也可以做数据持久化，即把数据存储到硬盘上，下面会介绍几种数据持久化方式。

Redis的几种特性：

  • 支持丰富的数据类型：Redis 不仅仅支持简单的key-value存储，还提供了丰富的数据类型来适应各种不同的场景。
  • 持久化：尽管Redis是基于内存的，但是它可以将数据持久化到磁盘，这样即使在服务重启后数据也不会丢失。
  • 原子操作：Redis支持对其数据类型进行原子操作，保证了操作的原子性，避免了并发访问的问题。
  • 发布/订阅模式：Redis 支持发布/订阅模式，可以用于实现消息系统。
  • Lua 脚本：Redis 支持使用 Lua 脚本执行复杂的操作，提供了更高级的控制能力和灵活性。
  • 事务：Redis通过 MULTI 和 EXEC 命令提供了事务功能。
  • 高可用与分布式：通过Redis哨兵（Sentinel）和Redis集群（Cluster）提供了高可用和分布式解决方案。
  • 高性能：由于数据存储在内存中，Redis 有着极高的读写效率，读操作可达每秒数十万次，写操作也可达每秒数万次。

数据持久层工具MyBatis

用过Node框架的小伙伴肯定少不了与ORM框架打交道，ORM框架虽然免去了写SQL语句的繁琐但是也要熟悉ORM本身的语法学习成本也较高，MyBatis通常被认为是一个持久层框架，而不是传统意义上的完整ORM（对象关系映射）框架。它更侧重于SQL和对象之间的映射，而不是提供完全的对象数据库抽象。

MyBatis与Orm框架对比有哪些优势和缺点

优势

  • SQL 控制：MyBatis允许开发者编写原生SQL语句，这样可以更精确地控制执行的SQL操作，适合需要进行复杂查询和优化的场景。
  • 轻量级：MyBatis的学习曲线相对平缓，配置简单，启动速度快，资源消耗较少。
  • 灵活性：MyBatis不会像完全的ORM框架那样强制要求对象遵循特定的模式，因此在遗留系统中集成使用可能会更容易。
    映射控制：提供了复杂映射的支持，包括嵌套结果和动态SQL语句。

缺点

  • 数据模型：由于MyBatis更偏向于SQL映射，它没有提供完整的对象关系映射，开发者需要自己维护对象和数据库表之间的关系。
  • 数据库移植性：由于使用原生SQL，当切换不同的数据库时，SQL语言的差异可能导致需要重写或调整SQL语句。
  • 一致性：没有自动化的一致性校验功能，所有的校验和转换都需要手工处理。

传统ORM框架的优势

  • 对象关系映射：自动处理java对象和数据库表之间的映射，减少了手工编码的工作。
  • 数据库无关性：可以无需修改代码而切换不同的数据库，因为SQL是由框架生成的。
  • 缓存机制：通常带有一级和二级缓存，可以提高应用程序的性能。
  • 事务管理：支持声明式的事务管理，简化了事务代码。

传统ORM框架的缺点

  • 性能问题：自动生成的SQL可能不是最优的，可能需要调整和优化。
  • 学习曲线：功能丰富但相应地更复杂，新手可能需要花费更多时间来学习和理解其工作原理。
  • 隐蔽的SQL：自动生成的SQL可能导致开发者对正在执行的SQL操作不够清晰，难以进行调试和优化。
  • 启动时间：由于框架需要分析映射和创建代理对象，启动时间可能长于轻量级框架。

总结(选择ORM还是MyBatis)

  • 如果需要高度优化的SQL或对数据库操作有特殊要求，MyBatis提供的细粒度控制可能更适合。
  • 如果应用需要快速开发且业务逻辑不复杂，使用ORM框架可能更高效。
  • 对于复杂的数据库交互，诸如多表联合、嵌套查询等，MyBatis能够提供更灵活的处理方式。
  • 简单CRUD（创建、读取、更新、删除）操作，ORM框架通常能够更快捷地完成。
  • ORM框架通过映射对象来简化数据层代码，有利于代码的整洁和可维护性。
  • MyBatis需要编写和维护较多的XML或注解配置，可能增加工作量。
  • 如果预计将来可能切换到不同的数据库系统，使用ORM框架可能更有优势，因为ORM框架能够屏蔽不同数据库之间的差异。
  • 考虑到事务管理的复杂性，某些ORM框架提供了比MyBatis更高级的事务支持。
  • 如果项目可能需要频繁地根据不同的业务情况进行定制化开发，MyBatis可能会提供更好的灵活性。
  • ORM框架则可能在扩展上存在一定的限制。

若依系统采用的是MyBatis，下文梳理MyBatis在若依框架中的使用与封装。

如何高效优雅的封装Redis🚩


上图是若依Redis工具类项目结构

RedisService:

import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
public class RedisService
{
    @Autowired
    public RedisTemplate redisTemplate;
    /**
     * 缓存基本的对象，Integer、String、实体类等
     *
     * @param key 缓存的键值
     * @param value 缓存的值
     * @param timeout 时间
     * @param timeUnit 时间颗粒度
     */
    public <T> void setCacheObject(final String key, final T value, final Long timeout, final TimeUnit timeUnit)
    {
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value, timeout, timeUnit);
    }
    /**
     * 设置有效时间
     *
     * @param key Redis键
     * @param timeout 超时时间
     * @param unit 时间单位
     * @return true=设置成功；false=设置失败
     */
    public boolean expire(final String key, final long timeout, final TimeUnit unit)
    {
        return redisTemplate.expire(key, timeout, unit);
    }

    /**
     * 获得缓存的基本对象。
     *
     * @param key 缓存键值
     * @return 缓存键值对应的数据
     */
    public <T> T getCacheObject(final String key)
    {
        ValueOperations<String, T> operation = redisTemplate.opsForValue();
        return operation.get(key);
    }

 
    /**
     * 删除集合对象
     *
     * @param collection 多个对象
     * @return
     */
    public boolean deleteObject(final Collection collection)
    {
        return redisTemplate.delete(collection) > 0;
    }

    /**
     * 缓存List数据
     *
     * @param key 缓存的键值
     * @param dataList 待缓存的List数据
     * @return 缓存的对象
     */
    public <T> long setCacheList(final String key, final List<T> dataList)
    {
        Long count = redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, dataList);
        return count == null ? 0 : count;
    }

    /**
     * 获得缓存的list对象
     *
     * @param key 缓存的键值
     * @return 缓存键值对应的数据
     */
    public <T> List<T> getCacheList(final String key)
    {
        return redisTemplate.opsForList().range(key, 0, -1);
    }
}

RedisTemplate

上面是一个简化的封装方法，这里有一个特殊依赖 RedisTemplate，主要是理解什么是RedisTemplate，有哪些作用：
实际上RedisTemplate来自于 org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate包， 他是 Spring Data Redis 提供的一个中心类，简化了 Redis 数据访问代码。
以下是 RedisTemplate 的一些关键特性：

  1. 连接管理：RedisTemplate 处理与 Redis 服务器的连接管理，用户不需要手动管理连接的开启和关闭。
  2. 序列化：支持各种类型的序列化策略，如 String 序列化、JDK 序列化、JSON
    序列化等，确保数据在网络上传输之前以及保存到Redis时能够被正确地序列化和反序列化。
  3. 异常处理：RedisTemplate 封装了错误处理策略，将 Redis 异常转换为 Spring 统一的数据访问异常。
  4. API丰富：提供对各种Redis数据结构的操作方法，比如值（Value）、散列表（Hash）、列表（List）、集合（Set）和有序集合（Sorted
    Set/ZSet）。
  5. 事务支持：通过使用 multi、exec 和 discard 命令，支持 Redis 中的事务操作。
  6. 脚本支持：可以执行 Lua 脚本来进行复杂的操作。
  7. 发布订阅：提供了发布（publish）和订阅（subscribe）功能。

在上述的RedisConfig.java文件中自定义了RedisTemplate的一些默认配置：

@Configuration
@EnableCaching
@AutoConfigureBefore(RedisAutoConfiguration.class)
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport
{
    @Bean
    @SuppressWarnings(value = { "unchecked", "rawtypes" })
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory)
    {
        //调用RedisTemplate的构造函数来创建一个新的RedisTemplate实例
        RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);// 创建和管理与Redis服务器的连接
		// Object.class：这个参数指示了序列化器处理的对象类型。在这里使用Object.class暗示序列化器可以用于任意类型的Java对象。
        FastJson2JsonRedisSerializer serializer = new FastJson2JsonRedisSerializer(Object.class);

        // 使用StringRedisSerializer来序列化和反序列化redis的key值
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(serializer);

        // Hash的key也采用StringRedisSerializer的序列化方式
        template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setHashValueSerializer(serializer);
		// 确保所需属性被设置后能正确地初始化RedisTemplate
        template.afterPropertiesSet();
        return template;
    }
}

@AutoConfigureBefore注解标明RedisConfig 会优先RedisAutoConfiguration加载，以确保用户自定义的配置会覆盖自动配置项。
在redisTemplate方法中：

  • 通过@Autowired注入RedisConnectionFactory，这是一个连接工厂，用于创建与Redis服务器的连接。
  • 创建一个新的RedisTemplate<Object, Object>实例，并将连接工厂设置到这个模板上。
  • 设置键(key)的序列化器为StringRedisSerializer，这样所有key都会被转换成字符串类型。
  • 值(value)和Hash值的序列化器使用了自定义的FastJson2JsonRedisSerializer，这是一种基于Fastjson库的序列化器，它能够将Java对象序列化为JSON格式的字符串，也可以将JSON字符串反序列化回Java对象。
  • 这段代码同时还设置了Hash的键(key)使用StringRedisSerializer进行序列化。
  • 调用afterPropertiesSet方法是为了确保所需属性被设置后能正确地初始化RedisTemplate。
    上面是一个封装好的redis工具类，看一下具体应用场景。
    在上一篇介绍网关模块时应用到了缓存事例如下：
redisService.setCacheObject(verifyKey, code, Constants.CAPTCHA_EXPIRATION, TimeUnit.MINUTES);
  • verifyKey:存储的键名
  • code：存储的键值
  • Constants.CAPTCHA_EXPIRATION:存储时长这里的值是2
  • TimeUnit.MINUTES:存储时长的时间单位这里值的是分钟
    下面是redis中存储验证码值的截图：
    ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.***/direct/4a93e7f0324e40f1bcdeb6ebf2d16fcd.png
    上图存储转换为redis 命令为:
SET captcha_codes:834d1022f42f467688ceb31bde1613 "25"

MyBatis的最佳实践 🏳️‍🌈

下面所列出的代码和截图都来自于ruoyi-system,其中的示例代码来自于SysUserMapper.xml文件。

分离SQL和Java代码

使用xml文件配置业务逻辑，如若依中的mapper文件：

将SQL语句放在XML映射文件中，而不是注解里，以保证SQL的清晰性和可维护性。
举例

动态SQL

MyBatis的动态SQL是指可以根据传入的参数动态生成SQL语句的一种机制。通过使用MyBatis提供的各种XML标签，你可以在映射文件中编写能够根据不同条件自适应改变的SQL。这些标签包括：

<if>：根据条件判断是否包含某个SQL片段。
<choose>, <when>, <otherwise>：类似于Java中的switch语句，根据不同的条件执行不同的SQL片段。
<trim>, <where>, <set>：用于动态地添加或去除SQL语句的前缀或后缀，如WHERE、SET关键字或逗号。
<foreach>：对集合进行遍历，常用于构建IN查询。
<bind>：允许创建一个变量并将其绑定到当前上下文，可用于复杂的表达式。

比如下面的简单例子：

    <select id="selectUserList" parameterType="SysUser" resultMap="SysUserResult">
		select u.user_id, u.dept_id, u.nick_name, u.user_name, u.email, u.avatar, u.phonenumber, u.sex, u.status, u.del_flag, u.login_ip, u.login_date, u.create_by, u.create_time, u.remark, d.dept_name, d.leader from sys_user u
		left join sys_dept d on u.dept_id = d.dept_id
		where u.del_flag = '0'
		<if test="userId != null and userId != 0">
			AND u.user_id = #{userId}
		</if>
		<if test="userName != null and userName != ''">
			AND u.user_name like concat('%', #{userName}, '%')
		</if>
		<if test="status != null and status != ''">
			AND u.status = #{status}
		</if>
		<if test="phonenumber != null and phonenumber != ''">
			AND u.phonenumber like concat('%', #{phonenumber}, '%')
		</if>
		<if test="params.beginTime != null and params.beginTime != ''"><!-- 开始时间检索 -->
			AND date_format(u.create_time,'%y%m%d') &gt;= date_format(#{params.beginTime},'%y%m%d')
		</if>
		<if test="params.endTime != null and params.endTime != ''"><!-- 结束时间检索 -->
			AND date_format(u.create_time,'%y%m%d') &lt;= date_format(#{params.endTime},'%y%m%d')
		</if>
		<if test="deptId != null and deptId != 0">
			AND (u.dept_id = #{deptId} OR u.dept_id IN ( SELECT t.dept_id FROM sys_dept t WHERE find_in_set(#{deptId}, ancestors) ))
		</if>
		<!-- 数据范围过滤 -->
		${params.dataScope}
	</select>

上述例子中条件判断语句如果存在userId ，userName ，status ，phonenumber ,beginTime ,endTime ,deptId 则分别在Sql语句中拼接对应的查询条件。

语义解析：

<select id="selectUserList" ...>：定义了一个ID为selectUserList的查询操作，这个ID在Mapper接口中被引用。
parameterType="SysUser"：指明传入参数的类型是SysUser类。
resultMap="SysUserResult"：指定了返回结果的映射规则。

SQL查询语句：

  • 从 sys_user（别名为 u）表中选择多个列，包括用户ID、部门ID、昵称等。
  • 使用 LEFT JOIN 将 sys_dept（别名为 d）表连接到 sys_user 表上，以便获取部门相关信息，如果 sys_user
    表中的某行没有匹配的 sys_dept 表中的记录，仍然会显示该用户的信息，但是部门相关的字段会被设置为 NULL。
  • WHERE u.del_flag = ‘0’ 过滤条件，用于返回未被标记为删除的用户（假设 del_flag 字段为 '0’表示用户有效）。

至于什么是left join 或者如何写sql后面会单独找机会分享。

适当使用resultMap

在MyBatis中，resultMap是一种高级的结果映射机制，，resultMap提供了更多的灵活性和控制能力，特别是当处理复杂的关联或嵌套结果时。
比如下面的resultMap：

 <resultMap type="SysUser" id="SysUserResult">
        <id     property="userId"       column="user_id"      />
        <result property="deptId"       column="dept_id"      />
        <result property="userName"     column="user_name"    />
        <result property="nickName"     column="nick_name"    />
        <result property="email"        column="email"        />
        <result property="phonenumber"  column="phonenumber"  />
        <result property="sex"          column="sex"          />
        <result property="avatar"       column="avatar"       />
        <result property="password"     column="password"     />
        <result property="status"       column="status"       />
        <result property="delFlag"      column="del_flag"     />
        <result property="loginIp"      column="login_ip"     />
        <result property="loginDate"    column="login_date"   />
        <result property="createBy"     column="create_by"    />
        <result property="createTime"   column="create_time"  />
        <result property="updateBy"     column="update_by"    />
        <result property="updateTime"   column="update_time"  />
        <result property="remark"       column="remark"       />
        <association property="dept"    javaType="SysDept"         resultMap="deptResult" />
        <collection  property="roles"   javaType="java.util.List"  resultMap="RoleResult" />
    </resultMap>

在举例动态SQL的时候里面的*resultMap=“SysUserResult”*就是指的上面的结构。
下面看一下接口请求时候返回的数据：

resultMap解析：

  • id标签: 表示主键字段。
  • column: 指定了结果集中的列名（数据库查询出来的名称）。
  • property: 指定了要映射到Java对象的属性名（既返回接口中现实的名称）。
  • type: 表示这个resultMap将会映射到哪一个Java类。在这个例子中，它映射到***.example包下的SysUser类
  • id属性：用与匹配select查询

PageHelper分页大批量数据

PageHelper的使用请参考若依的实现，这里简明说一下使用方法：
PageUtils类中定义了两个静态方法：startPage和clearPage。
startPage() 方法
此方法将根据传递给TableSupport.buildPageRequest()的请求参数来设置分页信息。

  • pageDomain：封装了分页请求的各种参数（如页码、每页数量、排序规则等）。
  • pageNum和pageSize：从PageDomain获取当前页码和页面大小。
  • orderBy：获取排序字段，并通过SqlUtil.escapeOrderBySql进行转义，以确保SQL注解是安全的，防止SQL注入攻击。
  • PageHelper.startPage是PageHelper分页插件提供的方法，它将开始对接下来第一个MyBatis查询进行分页处理。
  • setReasonable(reasonable)设置是否合理化分页参数，如果为true，当pageNum<=0时会返回第一页数据，pageNum>总页数时返回最后一页数据；默认false。
  • clearPage() 方法调用PageHelper.clearPage()来清除线程局部变量中的分页参数。
    下面是一个查询用户数据的写法：
 /**
     * 获取用户列表
     */
    @RequiresPermissions("system:user:list")
    @GetMapping("/list")
    public TableDataInfo list(SysUser user)
    {
        startPage(); // 会自动对下面的查询做分页处理
        List<SysUser> list = userService.selectUserList(user);
        return getDataTable(list);
    }

N+1查询问题

N+1问题简单的理解就是如何最大程度的减少Sql查询次数，尤其是在做关联查询的时候。
其实在本例子中的resultMap 中已经解决了这个问题：

 <association property="dept"    javaType="SysDept"         resultMap="deptResult" />
 <collection  property="roles"   javaType="java.util.List"  resultMap="RoleResult" />

association 用来处理一对一的关系，在定义时需要指明属性名（property）、Java类型（javaType）以及映射规则（resultMap 或 column + select）。通过 association，可以将查询的结果集中的一部分列映射到一个关联的对象属性中。
上面表示有一个名为 dept 的属性，它是一个 SysDept 类型的对象。resultMap=“deptResult” 指出了如何将 sys_dept 表的数据映射到 SysDept 对象中。必须已经在某处定义了一个 ID 为 deptResult 的 resultMap。

collection 用来处理一对多的关系，也就是一个属性对应多个对象构成的列表。同样，collection定义时需要指明属性名、Java类型以及相关联的 resultMap。
上面表示有一个名为 roles 的属性，它是一个 List 类型，存放的是多个 角色 对象。resultMap=“roleResult” 指出了如何将 sys_role 表的数据映射到角色对象列表中。同样地，必须存在一个 ID 为 roleResult 的 resultMap 来描述角色对象的映射方式。

上面的语句可以理解为这样的需要：
有一个用户类 SysUser，它与一个部门类 SysDept 有一个一对一关系，同时与角色类 Role 存在一对多关系。

上班期间码这么多字太离谱了😅😅😅

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安稳🌽

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