分布式使用Redis实现数据库对象自增主键ID

 更新时间:2024年12月27日 11:37:26   作者:灰小猿  
本文介绍在分布式项目中使用Redis生成对象的自增主键ID,通过Redis的INCR等命令实现计数器功能,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

在分布式项目中,数据表的主键ID一般可能存在于UUID或自增ID这两种形式,UUID好理解而且实现起来也最容易,但是缺点就是数据表中的主键ID是32位的字符串,在大数据查询等情况下性能会相对比较差,所以在需求允许的情况下,我们通常会优先考虑使用自增ID来代替UUID使用。

在分布式项目中如果你的数据表的主键ID是自增ID,那么常见的生成对象主键ID的方式有:

  • 雪花算法

    • 优点:实现简单

    • 缺点:生成ID较长、生成ID不连续,会造成ID浪费

  • 采用框架自带的ID生成器,如MybatisPlus的@AutoID

    • 优点:依赖框架,实现简单

    • 缺点:无法在插入对象前获取到对象的主键ID

  • 采用Redis缓存生成主键ID等

    • 优点:生成的ID连续,数据在表中的可读性好

    • 缺点:借助Redis缓存,实现相比前两种较复杂

通过雪花算法生成对象主键ID的方式我们在之前的文章中已经介绍过了,这篇文章我们主要介绍如何通过Redis来实现生成对象自增ID的方法。

1、缓存实现原理

通过Redis实现对象自增ID的方式,主要是通过Redis的INCR 和 INCRBY 命令来对键值进行递增操作,从而实现计数器的功能,主要原因是Redis 是单线程模型,所有命令都是原子操作,不会发生竞态条件,

在使用时要留意以下特点与注意事项

  • 原子性INCRINCRBY 和 INCRBYFLOAT 命令都是原子性的,这意味着如果多个客户端同时执行这些命令,Redis 会保证每个命令的执行不会发生竞态条件。

  • 数据类型要求:这些命令要求操作的值是整数(INCR 和 INCRBY)或浮点数(INCRBYFLOAT)。如果键对应的值不是数值类型,Redis 会返回错误。

  • 性能:Redis 是单线程的,所有命令都是原子操作,因此在高并发环境下执行这些命令时,性能表现非常好。

  • 键不存在的情况:如果执行 INCR 或 INCRBY 时,键不存在,Redis 会自动创建这个键并初始化其值为 0,然后进行递增。

2、Redis工具类实现ID自动生成

了解到通过Redis实现的原理之后,就是如何设计缓存以保证每张表的数据之间不会相互影响,

以user表为例,对应的model为UserModel,那么我们就可以将model名称作为key,当前已有的最大的ID作为value来进行存储,因为每一张表对应的model名称都是不一样的,所以这里一定不会出现key重复的情况,

下面是一些在Redis中生成和获取对象自增ID的工具方法,方便新建对象时直接调用

@Component("redisUtils")
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class RedisUtils implements InitializingBean {
    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    private static RedisUtils redisUtils;

    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        redisUtils = this;
    }

    /**
     * 获取自增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);
        }
    }

    /**
     * 获取自增ID,指定递增长度,用于批量创建对象时,只请求一次Redis
     * 如批量创建五个对象,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);
        }
    }

    /**
     * 缓存预热,用于项目启动时初始化Redis中各个表的最大ID
     */
    public static <T> long incrPreheat(Class<T> tClass, Long maxValue) {
        if (maxValue == null) {
            maxValue = 0L;
        }
        if (maxValue < 0) {
            //异常抛出,预热的初始值不能小于0
        }
        Integer incr = getIncr(tClass);
        if (maxValue <= incr) {
            return incr;
        }
        return getIncr(tClass, (int) (maxValue - incr));
    }
}

解释:InitializingBean是Spring提供的拓展性接口,InitializingBean接口为bean提供了属性初始化后的处理方法,它只有一个afterPropertiesSet方法,凡是继承该接口的类,在bean的属性初始化后都会执行该方法。

3、缓存预热

缓存预热是指在项目启动时,将每一张表当前最大的主键ID预先加载到Redis中,这样在后面使用的时候,就可以直接从Redis中获取下一次ID即可,不需要再去访问数据库查询最大ID,缓存预热一般会建立在Redis专门的初始化类中,以便在启动项目时可以运行该类,具体如下:

/**
 * 缓存预热
 *
 * @author hxy
 */
@Component
@DependsOn("redisUtils")
@RequiredArgsConstructor
public class RedisInit {

    private final UserMapper userMapper;

    /**
     * 获取每一张表中当前的最大ID,然后预热到redis中
     */
    @PostConstruct
    public void init() {
        RedisUtils.incrPreheat(UserModel.class, userMapper.maxId());
    }
}

解释:@DependsOn注解可以定义在类和方法上,意思是我这个组件要依赖于另一个组件,也就是说被依赖的组件会比该组件先注册到IOC容器中。

解释:@PostConstruct注解

在Java中,@PostConstruct注解,通常用于标记一个方法,它表示该方法在类实例化之后(通过构造函数创建对象之后)立即执行。

加上@PostConstruct注解的方法会在对象的所有依赖项都已经注入完成之后执行。通过使用@PostConstruct注解,我们可以确保在对象完全创建和初始化之后才执行这些操作。这个注解通常用在依赖注入(Dependency Injection)的框架中,例如Spring。

@PostConstruct 注解可以用在任何类的方法上,但它最常用于标记在 Spring Framework 中的 Bean 类中的初始化方法。

4、model层封装调用

在实例化一个model对象的时候,要将model的主键ID进行赋值,这个时候就要从Redis中获取到当前对象应该对应的主键ID,我们可以在model类中构建一个newInstance方法或有参构造,来专门的生成需要赋值主键ID的对象,在方法中调用redis工具类的getIncr方法,获取到最新最小未使用的主键ID并赋值给新建的model即可。

@Getter
@Setter
public class UserModel {

    private Integer id;

    private String name;

    private Integer age;

    private String tel;

    public UserModel() {
    }

    /**
     * 提供一个能够生成自增ID的有参构造,需要生成自增ID时调用
     */
    public UserModel(boolean autoId) {
        if (autoId) {
            this.id = RedisUtils.getIncr(UserModel.class);
        }
    }
}

如果你是需要批量创建对象并且给对象赋值主键ID的情况,可以按照如下方式使用,这样可以只调用一次Redis,避免重复调用Redis影响性能。

@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,获取后得到的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();
            //每一个主键ID依次递减使用
            userModel.setId(incr--);
            userModels.add(userModel);
        }
        userMapper.insertBatch(userModels);
    }
}

至此,通过Redis来获取对象自增ID的方法已经完成,如果在使用过程中有其他场景需求,可以对redisUtils中的方法进行拓展即可。

到此这篇关于分布式使用Redis实现数据库对象自增主键ID的文章就介绍到这了,更多相关Redis对象自增主键ID内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • Redis报错NOAUTH Authentication required简单解决办法

    Redis报错NOAUTH Authentication required简单解决办法

    这篇文章主要给大家介绍了关于Redis报错NOAUTH Authentication required的简单解决办法,Redis无密码报错NOAUTH Authentication required的原因是客户端访问Redis时需要提供密码,但是没有提供或提供的密码不正确,需要的朋友可以参考下
    2024-05-05
  • Redis为什么默认有16个数据库问题

    Redis为什么默认有16个数据库问题

    这篇文章主要介绍了Redis为什么默认有16个数据库问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2023-02-02
  • Linux Redis 的安装步骤详解

    Linux Redis 的安装步骤详解

    这篇文章主要介绍了 Linux Redis 的安装步骤详解的相关资料,希望大家通过本文能掌握如何安装Redis,需要的朋友可以参考下
    2017-08-08
  • Redis实现多人多聊天室功能

    Redis实现多人多聊天室功能

    这篇文章主要为大家详细介绍了Redis实现多人多聊天室功能,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2016-11-11
  • Redis实现附近商铺的项目实战

    Redis实现附近商铺的项目实战

    本文主要介绍了Redis实现附近商铺的项目实战,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2023-01-01
  • 关于分布式锁的三种实现方式

    关于分布式锁的三种实现方式

    这篇文章主要介绍了关于分布式锁的三种实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2022-08-08
  • Redis常见分布锁的原理和实现

    Redis常见分布锁的原理和实现

    这篇文章主要介绍了Redis常见分布锁的原理和实现,文章围绕主题展开详细的内容介绍,具有一定的参考价值,需要的小伙伴可以参考一下
    2022-08-08
  • Redis SETNX的实现示例

    Redis SETNX的实现示例

    SETNX是Redis提供的原子操作,用于在指定键不存在时设置键值,并返回操作结果,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2024-12-12
  • Redis实战之Jedis使用技巧详解

    Redis实战之Jedis使用技巧详解

    Jedis 是老牌的 Redis 的 Java 客户端,提供了比较全面的 Redis 命令的操作支持,也是目前使用最广泛的客户端。这篇文章主要为大家详细介绍了Jedis的使用技巧,需要的可以参考一下
    2022-12-12
  • 使用redis实现附近的人功能

    使用redis实现附近的人功能

    这篇文章主要介绍了使用redis实现附近的人,实现诸如附近的人这类依赖于地理位置信息的功能,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2021-09-09

最新评论