Spring Boot、Mybatis、Redis は最新の Web プロジェクトを迅速に構築します

SpringBoot は、すぐに使用できるさまざまなプラグインを提供するため、現在最も主流の Java Web 開発フレームワークの 1 つとなっています。 Mybatis は、非常に軽量で使いやすい ORM フレームワークです。 Redis は、現在非常に主流の分散キー/値データベースであり、Web 開発ではデータベース クエリの結果をキャッシュするためによく使用されます。この記事では、Spring Boot、Mybatis、Redis を使用して最新の Web プロジェクトを迅速に構築する方法を紹介し、コードの品質を保証するために Spring Boot で単体テストをエレガントに作成する方法も紹介します。

このブログでは、SpringBoot を使用して Web アプリケーションを迅速に構築し、ORM フレームワークとして Mybatis を使用する方法を紹介します。パフォーマンスを向上させるために、Mybatis の 2 次キャッシュとして Redis を使用します。コードをテストするために、単体テストを作成し、H2 インメモリ データベースを使用してテスト データを生成しました。このプロジェクトを通じて、読者が最新の Java Web 開発のスキルとベスト プラクティスをすぐに習得できることを願っています。

この記事のサンプルコードはGithubでダウンロードできます: https://github.com/Lovelcp/spring-boot-mybatis-with-redis/tree/master

開発環境: mac 10.11
ide: Intellij 2017.1
jdk: 1.8
Spring-Boot: 1.5.3.RELEASE
Redis: 3.2.9
Mysql: 5.7

Spring-Boot

新しいプロジェクト

まず、Springを初期化する必要がありますプロジェクトを起動します。 Intellij の Spring Initializer を使用すると、新しい Spring-Boot プロジェクトを作成することが非常に簡単になります。まず、Intellij で New Project を選択します:

次に、選択インターフェイスで、Web、Mybatis、Redis、Mysql、H2 をチェックします:

新しいプロジェクトが成功すると、プロジェクトが表示されます。構造は以下に示すとおりです。

Spring Initializer は、スタートアップ クラス SpringBootMybatisWithRedisApplication を自動的に生成しました。このクラスのコードは非常に単純です:

@SpringBootApplication
public class SpringBootMybatisWithRedisApplication {
 public static void main(String[] args) {
 SpringApplication.run(SpringBootMybatisWithRedisApplication.class, args);
 }
}

@SpringBootApplication アノテーションは、Spring Boot の自動構成機能を有効にすることを示します。これで、プロジェクトのスケルトンが正常に構築されました。興味のある読者は、Intellij を通じてそれを開始して、その効果を確認できます。

新しい API インターフェースを作成します

次に、Web API を作成する必要があります。 Web プロジェクトが販売者の製品 (Product) の処理を​​担当していると仮定します。製品 ID に基づいて製品情報を返す get インターフェイスと、製品情報を更新する put インターフェイスを提供する必要があります。まず、製品 ID、製品名、価格を含む Product クラスを定義します。

public class Product implements Serializable {
 private static final long serialVersionUID = 1435515995276255188L;
 private long id;
 private String name;
 private long price;
 // getters setters
}

次に、Controller クラスを定義する必要があります。 Spring Boot は Spring MVC を Web コンポーネントとして内部的に使用するため、アノテーションを通じてインターフェイス クラスを迅速に開発できます:

@RestController
@RequestMapping("/product")
public class ProductController {
 @GetMapping("/{id}")
 public Product getProductInfo(
   @PathVariable("id")
     Long productId) {
  // TODO
  return null;
 }
 @PutMapping("/{id}")
 public Product updateProductInfo(
   @PathVariable("id")
     Long productId,
   @RequestBody
     Product newProduct) {
  // TODO
  return null;
 }
}

上記のコードで使用されているアノテーションの役割を簡単に紹介しましょう:

@RestController:クラスはコントローラーであり、Rest インターフェイスを提供します。つまり、すべてのインターフェイス値は Json 形式で返されます。このアノテーションは実際には @Controller と @ResponseBody を組み合わせたアノテーションであり、Rest API の開発が容易になります。

@RequestMapping、@GetMapping、@PutMapping: インターフェイスの URL アドレスを表します。クラスにマークされた @RequestMapping アノテーションは、クラスの下のすべてのインターフェイスの URL が /product で始まることを示します。 @GetMapping は、これが Get HTTP インターフェイスであることを示し、@PutMapping は、これが Put HTTP インターフェイスであることを示します。

@PathVariable、@RequestBody: パラメータのマッピング関係を示します。 /product/123 にアクセスする Get リクエストがあるとします。このリクエストは getProductInfo メソッドによって処理され、URL の 123 が productId にマップされます。同様に、Put リクエストの場合、リクエスト本文は newProduct オブジェクトにマップされます。

ここではインターフェイスを定義しただけで、製品情報はデータベースに保存されているため、実際の処理ロジックはまだ完成していません。次に、mybatis をプロジェクトに統合し、データベースと対話します。

Mybatisを統合する

データソースを設定する

まず、設定ファイルでデータソースを設定する必要があります。データベースとして mysql を使用します。ここでは、構成ファイルの形式として yaml を使用します。新しい application.yml ファイルをリソースディレクトリに作成します:

spring:
# 数据库配置
 datasource:
 url: jdbc:mysql://{your_host}/{your_db}
 username: {your_username}
 password: {your_password}
 driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver

Spring Boot には自動構成の機能があるため、新しい DataSource 構成クラスを作成する必要はありません。 Spring Boot は構成ファイルを自動的に読み込みます。データベース接続プールは、構成ファイルの情報に基づいて作成するのに非常に便利です。

著者は、設定ファイル形式として yaml を使用することをお勧めします。 XML は冗長に見えますが、YAML には階層構造がありません。これら 2 つの欠点を補うだけです。これが、Spring Boot がデフォルトで yaml 形式をサポートする理由です。

Mybatis を設定する

我们已经通过Spring Initializer在pom.xml中引入了mybatis-spring-boot-starte库，该库会自动帮我们初始化mybatis。首先我们在application.yml中填写mybatis的相关配置：

# mybatis配置
mybatis:
 # 配置映射类所在包名
 type-aliases-package: com.wooyoo.learning.dao.domain
 # 配置mapper xml文件所在路径，这里是一个数组
 mapper-locations:
 - mappers/ProductMapper.xml

然后，再在代码中定义ProductMapper类：

@Mapper
public interface ProductMapper {
 Product select(
   @Param("id")
     long id);
 void update(Product product);
}

这里，只要我们加上了@Mapper注解，Spring Boot在初始化mybatis时会自动加载该mapper类。

Spring Boot之所以这么流行，最大的原因是它自动配置的特性。开发者只需要关注组件的配置（比如数据库的连接信息），而无需关心如何初始化各个组件，这使得我们可以集中精力专注于业务的实现，简化开发流程。

访问数据库

完成了Mybatis的配置之后，我们就可以在我们的接口中访问数据库了。我们在ProductController下通过@Autowired引入mapper类，并且调用对应的方法实现对product的查询和更新操作，这里我们以查询接口为例：

@RestController
@RequestMapping("/product")
public class ProductController {
 @Autowired
 private ProductMapper productMapper;
 @GetMapping("/{id}")
 public Product getProductInfo(
   @PathVariable("id")
     Long productId) {
  return productMapper.select(productId);
 }
 // 避免篇幅过长，省略updateProductInfo的代码
}

然后在你的mysql中插入几条product的信息，就可以运行该项目看看是否能够查询成功了。

至此，我们已经成功地在项目中集成了Mybatis，增添了与数据库交互的能力。但是这还不够，一个现代化的Web项目，肯定会上缓存加速我们的数据库查询。接下来，将介绍如何科学地将Redis集成到Mybatis的二级缓存中，实现数据库查询的自动缓存。

集成Redis

配置Redis

同访问数据库一样，我们需要配置Redis的连接信息。在application.yml文件中增加如下配置：

spring:
 redis:
 # redis数据库索引（默认为0），我们使用索引为3的数据库，避免和其他数据库冲突
 database: 3
 # redis服务器地址（默认为localhost）
 host: localhost
 # redis端口（默认为6379）
 port: 6379
 # redis访问密码（默认为空）
 password:
 # redis连接超时时间（单位为毫秒）
 timeout: 0
 # redis连接池配置
 pool:
  # 最大可用连接数（默认为8，负数表示无限）
  max-active: 8
  # 最大空闲连接数（默认为8，负数表示无限）
  max-idle: 8
  # 最小空闲连接数（默认为0，该值只有为正数才有作用）
  min-idle: 0
  # 从连接池中获取连接最大等待时间（默认为-1，单位为毫秒，负数表示无限）
  max-wait: -1

上述列出的都为常用配置，读者可以通过注释信息了解每个配置项的具体作用。由于我们在pom.xml中已经引入了spring-boot-starter-data-redis库，所以Spring Boot会帮我们自动加载Redis的连接，具体的配置类
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration。通过该配置类，我们可以发现底层默认使用Jedis库，并且提供了开箱即用的redisTemplate和stringTemplate。

将Redis作为二级缓存

Mybatis的二级缓存原理本文不再赘述，读者只要知道，Mybatis的二级缓存可以自动地对数据库的查询做缓存，并且可以在更新数据时同时自动地更新缓存。

实现Mybatis的二级缓存很简单，只需要新建一个类实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口即可。

该接口共有以下五个方法：

String getId()：mybatis缓存操作对象的标识符。一个mapper对应一个mybatis的缓存操作对象。

void putObject(Object key, Object value)：将查询结果塞入缓存。

Object getObject(Object key)：从缓存中获取被缓存的查询结果。

Object removeObject(Object key)：从缓存中删除对应的key、value。只有在回滚时触发。一般我们也可以不用实现，具体使用方式请参考：org.apache.ibatis.cache.decorators.TransactionalCache。

void clear()：发生更新时，清除缓存。

int getSize()：可选实现。返回缓存的数量。

ReadWriteLock getReadWriteLock()：可选实现。用于实现原子性的缓存操作。

接下来，我们新建RedisCache类，实现Cache接口：

public class RedisCache implements Cache {
 private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisCache.class);
 private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
 private final String id; // cache instance id
 private RedisTemplate redisTemplate;
 private static final long EXPIRE_TIME_IN_MINUTES = 30; // redis过期时间
 public RedisCache(String id) {
  if (id == null) {
   throw new IllegalArgumentException("Cache instances require an ID");
  }
  this.id = id;
 }
 @Override
 public String getId() {
  return id;
 }
 /**
  * Put query result to redis
  *
  * @param key
  * @param value
  */
 @Override
 @SuppressWarnings("unchecked")
 public void putObject(Object key, Object value) {
  RedisTemplate redisTemplate = getRedisTemplate();
  ValueOperations opsForValue = redisTemplate.opsForValue();
  opsForValue.set(key, value, EXPIRE_TIME_IN_MINUTES, TimeUnit.MINUTES);
  logger.debug("Put query result to redis");
 }
 /**
  * Get cached query result from redis
  *
  * @param key
  * @return
  */
 @Override
 public Object getObject(Object key) {
  RedisTemplate redisTemplate = getRedisTemplate();
  ValueOperations opsForValue = redisTemplate.opsForValue();
  logger.debug("Get cached query result from redis");
  return opsForValue.get(key);
 }
 /**
  * Remove cached query result from redis
  *
  * @param key
  * @return
  */
 @Override
 @SuppressWarnings("unchecked")
 public Object removeObject(Object key) {
  RedisTemplate redisTemplate = getRedisTemplate();
  redisTemplate.delete(key);
  logger.debug("Remove cached query result from redis");
  return null;
 }
 /**
  * Clears this cache instance
  */
 @Override
 public void clear() {
  RedisTemplate redisTemplate = getRedisTemplate();
  redisTemplate.execute((RedisCallback) connection -> {
   connection.flushDb();
   return null;
  });
  logger.debug("Clear all the cached query result from redis");
 }
 @Override
 public int getSize() {
  return 0;
 }
 @Override
 public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
  return readWriteLock;
 }
 private RedisTemplate getRedisTemplate() {
  if (redisTemplate == null) {
   redisTemplate = ApplicationContextHolder.getBean("redisTemplate");
  }
  return redisTemplate;
 }
}

讲解一下上述代码中一些关键点：

自己实现的二级缓存，必须要有一个带id的构造函数，否则会报错。

我们使用Spring封装的redisTemplate来操作Redis。网上所有介绍redis做二级缓存的文章都是直接用jedis库，但是笔者认为这样不够Spring Style，而且，redisTemplate封装了底层的实现，未来如果我们不用jedis了，我们可以直接更换底层的库，而不用修改上层的代码。更方便的是，使用redisTemplate，我们不用关心redis连接的释放问题，否则新手很容易忘记释放连接而导致应用卡死。

需要注意的是，这里不能通过autowire的方式引用redisTemplate，因为RedisCache并不是Spring容器里的bean。所以我们需要手动地去调用容器的getBean方法来拿到这个bean，具体的实现方式请参考Github中的代码。

我们采用的redis序列化方式是默认的jdk序列化。所以数据库的查询对象（比如Product类）需要实现Serializable接口。
这样，我们就实现了一个优雅的、科学的并且具有Spring Style的Redis缓存类。

开启二级缓存

接下来，我们需要在ProductMapper.xml中开启二级缓存：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper
  PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
  "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.wooyoo.learning.dao.mapper.ProductMapper">
 <!-- 开启基于redis的二级缓存 -->
 <cache type="com.wooyoo.learning.util.RedisCache"/>
 <select id="select" resultType="Product">
  SELECT * FROM products WHERE id = #{id} LIMIT 1
 </select>
 <update id="update" parameterType="Product" flushCache="true">
  UPDATE products SET name = #{name}, price = #{price} WHERE id = #{id} LIMIT 1
 </update>
</mapper>

d5062ae6bf3ceaffa87bf8be4bed75d6表示开启基于redis的二级缓存，并且在update语句中，我们设置flushCache为true，这样在更新product信息时，能够自动失效缓存（本质上调用的是clear方法）。

测试

配置H2内存数据库

至此我们已经完成了所有代码的开发，接下来我们需要书写单元测试代码来测试我们代码的质量。我们刚才开发的过程中采用的是mysql数据库，而一般我们在测试时经常采用的是内存数据库。这里我们使用H2作为我们测试场景中使用的数据库。

要使用H2也很简单，只需要跟使用mysql时配置一下即可。在application.yml文件中：

---
spring:
 profiles: test
 # 数据库配置
 datasource:
 url: jdbc:h2:mem:test
 username: root
 password: 123456
 driver-class-name: org.h2.Driver
 schema: classpath:schema.sql
 data: classpath:data.sql

为了避免和默认的配置冲突，我们用---另起一段，并且用profiles: test表明这是test环境下的配置。然后只要在我们的测试类中加上@ActiveProfiles(profiles = "test")注解来启用test环境下的配置，这样就能一键从mysql数据库切换到h2数据库。

在上述配置中，schema.sql用于存放我们的建表语句，data.sql用于存放insert的数据。这样当我们测试时，h2就会读取这两个文件，初始化我们所需要的表结构以及数据，然后在测试结束时销毁，不会对我们的mysql数据库产生任何影响。这就是内存数据库的好处。另外，别忘了在pom.xml中将h2的依赖的scope设置为test。

使用Spring Boot就是这么简单，无需修改任何代码，轻松完成数据库在不同环境下的切换。

编写测试代码

因为我们是通过Spring Initializer初始化的项目，所以已经有了一个测试类——SpringBootMybatisWithRedisApplicationTests。

Spring Boot提供了一些方便我们进行Web接口测试的工具类，比如TestRestTemplate。然后在配置文件中我们将log等级调成DEBUG，方便观察调试日志。具体的测试代码如下：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
@ActiveProfiles(profiles = "test")
public class SpringBootMybatisWithRedisApplicationTests {
 @LocalServerPort
 private int port;
 @Autowired
 private TestRestTemplate restTemplate;
 @Test
 public void test() {
  long productId = 1;
  Product product = restTemplate.getForObject("http://localhost:" + port + "/product/" + productId, Product.class);
  assertThat(product.getPrice()).isEqualTo(200);
  Product newProduct = new Product();
  long newPrice = new Random().nextLong();
  newProduct.setName("new name");
  newProduct.setPrice(newPrice);
  restTemplate.put("http://localhost:" + port + "/product/" + productId, newProduct);
  Product testProduct = restTemplate.getForObject("http://localhost:" + port + "/product/" + productId, Product.class);
  assertThat(testProduct.getPrice()).isEqualTo(newPrice);
 }
}

在上述测试代码中：

我们首先调用get接口，通过assert语句判断是否得到了预期的对象。此时该product对象会存入redis中。

然后我们调用put接口更新该product对象，此时redis缓存会失效。

最后我们再次调用get接口，判断是否获取到了新的product对象。如果获取到老的对象，说明缓存失效的代码执行失败，代码存在错误，反之则说明我们代码是OK的。

书写单元测试是一个良好的编程习惯。虽然会占用你一定的时间，但是当你日后需要做一些重构工作时，你就会感激过去写过单元测试的自己。

查看测试结果

我们在Intellij中点击执行测试用例，测试结果如下：

显示的是绿色，说明测试用例执行成功了。

本篇文章介绍了如何通过Spring Boot、Mybatis以及Redis快速搭建一个现代化的Web项目，并且同时介绍了如何在Spring Boot下优雅地书写单元测试来保证我们的代码质量。当然这个项目还存在一个问题，那就是mybatis的二级缓存只能通过flush整个DB来实现缓存失效，这个时候可能会把一些不需要失效的缓存也给失效了，所以具有一定的局限性。希望本文能帮助到大家。

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