眾所周知，redis是一個(gè)高性能的分布式key-value存儲(chǔ)系統(tǒng)，在NoSQL數(shù)據(jù)庫市場上，redis自己就占據(jù)了將近半壁江山，足以見到其強(qiáng)大之處。同時(shí)，由于redis的單線程特性，我們可以將其用作為一個(gè)消息隊(duì)列。本篇文章就來講講如何將redis整合到spring boot中，并用作消息隊(duì)列的……
一、什么是消息隊(duì)列
消息我們可以理解為在計(jì)算機(jī)中或在整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳遞的數(shù)據(jù)。
隊(duì)列是我們在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候?qū)W習(xí)的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，它具有先進(jìn)先出的特性。
所以，消息隊(duì)列就是一個(gè)保存消息的容器，它具有先進(jìn)先出的特性。
為什么會(huì)出現(xiàn)消息隊(duì)列？
1.異步：常見的B/S架構(gòu)下，客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求，但是服務(wù)器處理這個(gè)消息需要花費(fèi)的時(shí)間很長的時(shí)間，如果客戶端一直等待服務(wù)器處理完消息，會(huì)造成客戶端的系統(tǒng)資源浪費(fèi)；而使用消息隊(duì)列后，服務(wù)器直接將消息推送到消息隊(duì)列中，由專門的處理消息程序處理消息，這樣客戶端就不必花費(fèi)大量時(shí)間等待服務(wù)器的響應(yīng)了。
2.解耦：傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式，模塊之間的調(diào)用是直接調(diào)用，這樣的系統(tǒng)很不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，同時(shí)，模塊之間的相互調(diào)用，數(shù)據(jù)之間的共享問題也很大，每個(gè)模塊都要時(shí)時(shí)刻刻考慮其他模塊會(huì)不會(huì)掛了；使用消息隊(duì)列以后，模塊之間不直接調(diào)用，而是通過數(shù)據(jù)，且當(dāng)某個(gè)模塊掛了以后，數(shù)據(jù)仍舊會(huì)保存在消息隊(duì)列中。最典型的就是生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式，本案例使用的就是該模式。
3.削峰填谷：某一時(shí)刻，系統(tǒng)的并發(fā)請求暴增，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了系統(tǒng)的最大處理能力后，如果不做任何處理，系統(tǒng)會(huì)崩潰；使用消息隊(duì)列以后，服務(wù)器把請求推送到消息隊(duì)列中，由專門的處理消息程序以合理的速度消費(fèi)消息，降低服務(wù)器的壓力。
下面一張圖我們來簡單了解一下消息隊(duì)列
由上圖可以看到，消息隊(duì)列充當(dāng)了一個(gè)中間人的角色，我們可以通過操作這個(gè)消息隊(duì)列來保證我們的系統(tǒng)穩(wěn)定。
二、環(huán)境準(zhǔn)備
三、相關(guān)依賴
這里只展示與redis相關(guān)的依賴，
這里解釋一下這兩個(gè)依賴：
- 第一個(gè)依賴是對redis NoSQL的支持
- 第二個(gè)依賴是spring integration與redis的結(jié)合，這里添加這個(gè)代碼主要是為了實(shí)現(xiàn)分布式鎖
四、配置文件
這里只展示與redis相關(guān)的配置
五、代碼配置
redis用作消息隊(duì)列，其在spring boot中的主要表現(xiàn)為一RedisTemplate.convertAndSend()方法和一個(gè)MessageListener接口。所以我們要在IOC容器中注入一個(gè)RedisTemplate和一個(gè)實(shí)現(xiàn)了MessageListener接口的類。話不多說，先看代碼
配置RedisTemplate
配置RedisTemplate的主要目的是配置序列化方式以解決亂碼問題，同時(shí)合理配置序列化方式還能降低一點(diǎn)性能開銷。
代碼第12行，我們配置默認(rèn)的序列化方式為GenericJackson2JsonRedisSerializer
代碼第13行，我們配置鍵的序列化方式為StringRedisSerializer
代碼第14行，我們配置哈希表的值的序列化方式為GenericJackson2JsonRedisSerializer
RedisTemplate幾種序列化方式的簡要介紹
六、redis隊(duì)列監(jiān)聽器（消費(fèi)者）
上面說了，與redis隊(duì)列監(jiān)聽器相關(guān)的類為一個(gè)名為MessageListener的接口，下面是該接口的源碼
可以看到，該接口僅有一個(gè)onMessage(Message message, @Nullable byte[] pattern)方法，該方法便是監(jiān)聽到隊(duì)列中消息后的回調(diào)方法。下面解釋一下這兩個(gè)參數(shù)：
- message：redis消息類，該類中僅有兩個(gè)方法
byte[ ] getBody()以二進(jìn)制形式獲取消息體
byte[ ] getChannel()以二進(jìn)制形式獲取消息通道 -
pattern：二進(jìn)制形式的消息通道，和message.getChannel()返回值相同
介紹完接口，我們來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的redis隊(duì)列監(jiān)聽器
file
代碼很簡單，就是輸出參數(shù)中包含的關(guān)鍵信息。需要注意的是，RedisSerializer的實(shí)現(xiàn)要與上面配置的序列化方式一致。
隊(duì)列監(jiān)聽器實(shí)現(xiàn)完以后，我們還需要將這個(gè)監(jiān)聽器添加到redis隊(duì)列監(jiān)聽器容器中，代碼如下：
這幾行代碼大概意思就是新建一個(gè)Redis消息監(jiān)聽器容器，然后將監(jiān)聽器和管道名想綁定，最后返回這個(gè)容器。
這里要注意的是，這個(gè)管道名和下面將要說的推送消息時(shí)的管道名要一致，不然監(jiān)聽器監(jiān)聽不到消息。
七、redis隊(duì)列推送服務(wù)（生產(chǎn)者）
上面我們配置了RedisTemplate將要在這里使用到。
代碼如下：
關(guān)鍵代碼為第7行，redis.convertAndSend()這個(gè)方法的作用為，向某個(gè)通道（參數(shù)1）推送一條消息（第二個(gè)參數(shù)）。
這里還是要注意上面所說的，生產(chǎn)者和消費(fèi)者的通道名要相同。
至此，消息隊(duì)列的生產(chǎn)者和消費(fèi)者已經(jīng)全部編寫完成。
八、遇到的問題及解決辦法
1、spring boot使用log4j2日志框架問題
在我添加了spring-boot-starter-log4j2依賴并在spring-boot-starter-web中排除了spring-boot-starter-logging后，運(yùn)行項(xiàng)目，還是會(huì)提示下面的錯(cuò)誤：
這個(gè)錯(cuò)誤就是maven中有多個(gè)日志框架導(dǎo)致的。后來通過依賴分析，發(fā)現(xiàn)在spring-boot-starter-data-redis中，也依賴了spring-boot-starter-logging，解決辦法也很簡單，下面貼出詳細(xì)代碼
2、redis隊(duì)列監(jiān)聽器線程安全問題
redis隊(duì)列監(jiān)聽器的監(jiān)聽機(jī)制是：使用一個(gè)線程監(jiān)聽隊(duì)列，隊(duì)列有未消費(fèi)的消息則取出消息并生成一個(gè)新的線程來消費(fèi)消息。如果你還記得，我開頭說的是由于redis單線程特性，因此我們用它來做消息隊(duì)列，但是如果監(jiān)聽器每次接受一個(gè)消息就生成新的線程來消費(fèi)信息的話，這樣就完全沒有使用到redis的單線程特性，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生線程安全問題。
單一消費(fèi)者（一個(gè)通道只有一個(gè)消費(fèi)者）的解決辦法
最簡單的辦法莫過于為onMessage()方法加鎖，這樣簡單粗暴卻很有用，不過這種方式無法控制隊(duì)列監(jiān)聽的速率，且無限制的創(chuàng)造線程最終會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源被占光。
那如何解決這種情況呢？線程池。
在將監(jiān)聽器添加到容器的配置的時(shí)候，RedisMessageListenerContainer類中有一個(gè)方法setTaskExecutor(Executor taskExecutor)可以為監(jiān)聽容器配置線程池。配置線程池以后，所有的線程都會(huì)由該線程池產(chǎn)生，由此，我們可以通過調(diào)節(jié)線程池來控制隊(duì)列監(jiān)聽的速率。
多個(gè)消費(fèi)者（一個(gè)通道有多個(gè)消費(fèi)者）的解決辦法
單一消費(fèi)者的問題相比于多個(gè)消費(fèi)者來說還是較為簡單，因?yàn)镴ava內(nèi)置的鎖都是只能控制自己程序的運(yùn)行，不能干擾其他的程序的運(yùn)行；然而現(xiàn)在很多時(shí)候我們都是在分布式環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，這時(shí)處理多個(gè)消費(fèi)者的情況就很有意義了。
那么這種問題如何解決呢？分布式鎖。
下面來簡要科普一下什么是分布式鎖：
分布式鎖是指在分布式環(huán)境下，同一時(shí)間只有一個(gè)客戶端能夠從某個(gè)共享環(huán)境中（例如redis）獲取到鎖，只有獲取到鎖的客戶端才能執(zhí)行程序。
然后分布式鎖一般要滿足：排他性（即同一時(shí)間只有一個(gè)客戶端能夠獲取到鎖）、避免死鎖（即超時(shí)后自動(dòng)釋放）、高可用（即獲取或釋放鎖的機(jī)制必須高可用且性能佳）
上面講依賴的時(shí)候，我們導(dǎo)入了一個(gè)spring-integration-redis依賴，這個(gè)依賴?yán)锩姘撕芏鄬?shí)用的工具類，而我們接下來要講的分布式鎖就是這個(gè)依賴下面的一個(gè)工具包RedisLockRegistry。
首先講一下如何使用，導(dǎo)入了依賴以后，首先配置一個(gè)Bean
RedisLockRegistry的構(gòu)造函數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是redis連接池，第二個(gè)參數(shù)是鎖的前綴，即取出的鎖，鍵名為“demo-lock:KEY_NAME”，第三個(gè)參數(shù)為鎖的過期時(shí)間（秒），默認(rèn)為60秒，當(dāng)持有鎖超過該時(shí)間后自動(dòng)過期。
使用鎖的方法，下面是對監(jiān)聽器的修改
上面代碼的代碼比起前面的監(jiān)聽器代碼，只是多了一個(gè)注入的RedisLockRegistry，一個(gè)通過redisLockRegistry.obtain()方法獲取鎖，一個(gè)加鎖一個(gè)解鎖，然后這就完成了分布式鎖的使用。
注意這個(gè)獲取鎖的方法redisLockRegistry.obtain()，其返回的是一個(gè)名為RedisLock的鎖，這是一個(gè)私有內(nèi)部類，它實(shí)現(xiàn)了Lock接口，因此我們不能從代碼外部創(chuàng)建一個(gè)他的實(shí)例，只能通過obtian()方法來獲取這個(gè)鎖。
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