不可重入锁🔒

锁代码：

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public class Lock{
    private boolean isLocked = false;
    public synchronized void lock() throws InterruptedException{
        while(isLocked){    
            wait();//把当前线程wait
        }
        isLocked = true;
    }
    public synchronized void unlock(){
        isLocked = false;
        notify();
    }
}

应用示例：

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public class Count{
    Lock lock = new Lock();
    public void A(){
        lock.lock();
        B();
        lock.unlock();
    }
    public void B(){
        lock.lock();
        //do something
        lock.unlock();
    }
}

当A中调用B方法时，获得了锁，这时就无法再调用B方法，必须先释放锁才能调用，B也会被阻塞从而造成死锁。称这种锁为不可重入锁，也叫自旋锁。

可重入锁🔒

锁代码：

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public class Lock{
    boolean isLocked = false;
    Thread  lockedBy = null;
    int lockedCount = 0;
    public synchronized void lock()
            throws InterruptedException{
        Thread thread = Thread.currentThread();
        while(isLocked && lockedBy != thread){
            wait();
        }
        isLocked = true;
        lockedCount++;
        lockedBy = thread;
    }
    public synchronized void unlock(){
        if(Thread.currentThread() == this.lockedBy){
            lockedCount--;
            if(lockedCount == 0){//获得该锁的那个线程，获得了多少次该锁（即调用了几次lock方法，即重入了几次），就得unlock几次，即lockedCount=0，才会把那些wait（阻塞）的线程唤醒
                isLocked = false;
                notify();
            }
        }
    }
}

可重入锁与不可重入锁对比，简单来说就是可重入锁会多两个属性:

• 获得该锁的线程

• 获得该锁的次数

根据第一个属性判断，如果是持有该锁的那个线程又来lock，不会被阻塞（wait），而是在上锁的次数加一（表示这个线程又锁了一次（重入）），只有该线程unlock的次数达到上锁的次数（即第二个属性等于0），才会唤醒其他线程。**

java中常用的可重入锁：

• synchronized

• java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

前言

在各种Session 管理方案中， ThreadLocal 模式得到了大量使用。ThreadLocal 是Java中一种较为特殊的线程绑定机制。通过ThreadLocal存取的数据，总是与当前线程相关，也就是说，JVM 为每个运行的线程，绑定了私有的本地实例存取空间，从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种隔离机制。

首先，我们需要知道，SessionFactory负责创建Session，SessionFactory是线程安全的，多个并发线程可以同时访问一个SessionFactory 并从中获取Session 实例。而Session并非线程安全，也就是说，如果多个线程同时使用一个Session实例进行数据存取，则将会导致Session 数据存取逻辑混乱。

Session对象

Session是服务器端技术，利用这个技术，服务器可以把与会话相关的数据写到一个代表会话的 Session对象中，用来存储用户跨网页程序的变量或对象，只针对单一用户。

Session用于保存每个用户的专用信息。她的生存期是用户持续请求时间再加上一段时间(一般是20分钟左右)。Session中的信息保存在Web服务器内容中，保存的数据量可大可小。当Session超时或被关闭时将自动释放保存的数据信息。由于用户停止使用应用程序后它仍然在内存中保持一段时间，因此使用Session对象使保存用户数据的方法效率很低。对于小量的数据，使用Session对象保存还是一个不错的选择，Session有效期可以自己设置

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HttpSession session  = request.getSession();
session.setMaxInactiveInterval(“自己想要设置的具体时间”)。

ThreadLocal

ThreadLocal用于保存某个线程共享变量：对于同一个static ThreadLocal，不同线程只能从中get，set，remove自己的变量，而不会影响其他线程的变量。

ThreadLocal在每个线程中对该变量会创建一个副本，即每个线程内部都会有一个该变量，且在线程内部任何地方都可以使用，线程之间互不影响，这样一来就不存在线程安全问题，也不会严重影响程序执行性能。

但是要注意，虽然ThreadLocal能够解决上面说的问题，但是由于在每个线程中都创建了副本，所以要考虑它对资源的消耗，比如内存的占用会比不使用ThreadLocal要大。

ThreadLocal类提供的几个方法：

• ThreadLocal.get: 获取ThreadLocal中当前线程共享变量的值，获取ThreadLocal在当前线程中保存的变量副本

• ThreadLocal.set: 设置ThreadLocal中当前线程共享变量的值，设置当前线程中变量的副本

• ThreadLocal.remove: 移除ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

• ThreadLocal.initialValue: ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法，返回此方法值，是一个protected方法，一般是用来在使用时进行重写的，它是一个延迟加载方法

为什么会出现用ThreadLocal存储Session的操作？

• 一方面：我们在会话里存的是用户的登录凭证，而不是用户信息本身。我们可以通过拦截器，在请求开始将凭证置换成用户信息。为了便于在本次请求的后续部分获取到登录用户，所以我通过 ThreadLocal ，将其与当前线程绑定。那么问题来了，request 对象就是本次请求，我们可以在请求结束前的任意时刻，从 request 对象里获取与本次请求有关的数据。实际上，确实可以通过 request 来持有用户数据的。但是从设计上、代码分层上来说，这样不好。在 Spring MVC 框架中， request 是一个比较底层的数据对象，一般我们不直接使用它，看看你处理请求的代码就知道了。而且并不是任意的位置都方便获取 request 对象，因为它不被容器管理，不是随便就能注入给一个 Bean 的。因为不鼓励这样做，requerst 是表现层的对象，要是随便注入，你很可能会将其注入给 service，从而产生耦合。所以，我们自己写一个组件，单独解决这个问题。原则上可以，但事实上不会，这是从代码合理性角度考量的。
• 另一方面：可以实现Session AnyWhere
• 另一方面：线程安全，不会出现对同一Session对象操作造成的并发问题

1.认识NoSQL

1.1 什么是NoSQL

• NoSQL最常见的解释是”non-relational“， 很多人也说它是”Not Only SQL“
• NoSQL仅仅是一个概念，泛指非关系型的数据库
• 区别于关系数据库，它们不保证关系数据的ACID特性
• NoSQL是一项全新的数据库革命性运动，提倡运用非关系型的数据存储，相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维的注入
• 常见的NoSQL数据库有：Redis、MemCache、MongoDB等

1.2 NoSQL与SQL的差异

2.认识Redis

Redis诞生于2009年全称是Remote Dictionary Server，远程词典服务器，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库。

Redis的特征：

• 键值（key-value）型，value支持多种不同数据结构，功能丰富
• 单线程，每个命令具备原子性
• 低延迟，速度快（基于内存、IO多路复用、良好的编码）。
• 支持数据持久化
• 支持主从集群、分片集群
• 支持多语言客户端

3.安装Redis

3.1 前置准备

本次安装Redis是基于Linux系统下安装的，因此需要一台Linux服务器或者虚拟机。

Ps：由于提供的CentOS操作系统为mini版，因此需要自行配置网络，不会配置的请联系我，如果您使用的是自己购买的服务器，请提前开放6379端口，避免后续出现的莫名其妙的错误！

• 虚拟机：VMware16

• 操作系统：CentOS-7-x86_64-Minimal-1708

• Redis：redis-6.2.6.tar

• xShell及xFtp：https://www.xshell.com/zh/free-for-home-school/

3.2 安装Redis依赖

Redis是基于C语言编写的，因此首先需要安装Redis所需要的gcc依赖

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yum install -y gcc tcl

安装成功如下图所示：

3.3 正式安装Redis

• 将redis-6.2.6.tar上传至/usr/local/src目录

  

• 在xShell中cd到/usr/local/src目录执行以下命令进行解压操作

  1	tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

• 解压成功后依次执行以下命令

  1 2 3

  cd redis-6.2.6 make make install

• 安装成功后打开/usr/local/bin目录（该目录为Redis默认的安装目录）

  

4.启动Redis

Redis的启动方式有很多种，例如：前台启动、后台启动、开机自启

4.1 前台启动（不推荐）

这种启动属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，窗口关闭或者按下CTRL + C则Redis停止。不推荐使用。

• 安装完成后，在任意目录输入redis-server命令即可启动Redis

  1	redis-server

• 启动成功如下图所示

  

4.2 后台启动（不推荐）

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，配置文件所在目录就是之前我们解压的安装包下

• 因为我们要修改配置文件，因此我们需要先将原文件备份一份

  1	cd /usr/local/src/redis-6.2.6

  1	cp redis.conf redis.conf.bck

• 然后修改redis.conf文件中的一些配置

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  # 允许访问的地址，默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问，生产环境不要设置为0.0.0.0 bind 0.0.0.0 # 守护进程，修改为yes后即可后台运行 daemonize yes # 密码，设置后访问Redis必须输入密码 requirepass 1325

• Redis其他常用配置

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  # 监听的端口 port 6379 # 工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server时的命令，日志、持久化等文件会保存在这个目录 dir . # 数据库数量，设置为1，代表只使用1个库，默认有16个库，编号0~15 databases 1 # 设置redis能够使用的最大内存 maxmemory 512mb # 日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名 logfile "redis.log"

• 启动Redis

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  # 进入redis安装目录 cd /usr/local/src/redis-6.2.6 # 启动 redis-server redis.conf

• 停止Redis服务

  1 2	# 通过kill命令直接杀死进程 kill -9 redis进程id

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  # 利用redis-cli来执行 shutdown 命令，即可停止 Redis 服务， # 因为之前配置了密码，因此需要通过 -a 来指定密码 redis-cli -a 132537 shutdown

4.3 开机自启（推荐）

我们也可以通过配置来实现开机自启

• 首先，新建一个系统服务文件

  1	vi /etc/systemd/system/redis.service

• 将以下命令粘贴进去

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  [Unit] Description=redis-server After=network.target [Service] Type=forking ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf PrivateTmp=true [Install] WantedBy=multi-user.target

• 然后重载系统服务

  1	systemctl daemon-reload

• 现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了

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  # 启动 systemctl start redis # 停止 systemctl stop redis # 重启 systemctl restart redis # 查看状态 systemctl status redis

• 执行下面的命令，可以让redis开机自启

  1	systemctl enable redis

二、Redis常见命令

我们可以通过Redis的中文文档：http://www.redis.cn/commands.html，来学习各种命令。

也可以通过菜鸟教程官网来学习：https://www.runoob.com/redis/redis-keys.html

1.Redis数据结构介绍

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样

2.通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有如下表格所示

可以通过help [command]可以查看一个命令的具体用法！

3.String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。

其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

• string：普通字符串
• int：整数类型，可以做自增、自减操作
• float：浮点类型，可以做自增、自减操作

不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

String的常见命令有如下表格所示

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用” ：“隔开，格式如下：

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项目名:业务名:类型:id

这个格式并非固定，也可以根据自己的需求来删除或添加词条。

例如我们的项目名称叫 heima，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

• user相关的key：heima:user:1
• product相关的key：heima:product:1

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储

4.Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

• Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD

  

• Hash的常见命令有：

  命令	描述
  HSET key field value	添加或者修改hash类型key的field的值
  HGET key field	获取一个hash类型key的field的值
  HMSET	hmset 和 hset 效果相同 ，4.0之后hmset可以弃用了
  HMGET	批量获取多个hash类型key的field的值
  HGETALL	获取一个hash类型的key中的所有的field和value
  HKEYS	获取一个hash类型的key中的所有的field
  HVALS	获取一个hash类型的key中的所有的value
  HINCRBY	让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
  HSETNX	添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

5.List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：

• 有序
• 元素可以重复
• 插入和删除快
• 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等.

List的常见命令有

思考问题

• 如何利用List结构模拟一个栈?

  • 先进后出，入口和出口在同一边

• 如何利用List结构模拟一个队列?

  • 先进先出，入口和出口在不同边

• 如何利用List结构模拟一个阻塞队列?

  • 入口和出口在不同边
  • 出队时采用BLPOP或BRPOP

6.Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征

• 无序
• 元素不可重复
• 查找快
• 支持交集、并集、差集等功能

Set的常见命令有

交集、差集、并集图示

7.SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：

• 可排序
• 元素不重复
• 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet的常见命令有

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可

三、Redis客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到Redis客户端，包括：

• 命令行客户端
• 图形化桌面客户端
• 编程客户端

1.命令行客户端

• Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli，使用方式如下：

  1	redis-cli [options] [commonds]

• 其中常见的options有：

  • -h 127.0.0.1：指定要连接的redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1
  • -p 6379：指定要连接的redis节点的端口，默认是6379
  • -a 132537：指定redis的访问密码

• 其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

  • ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong
  • 不指定commond时，会进入redis-cli的交互控制台：

2.图形化客户端

下载地址：https://pan.baidu.com/s/1sxQTOt-A5MCvVZnlgDf0eA?pwd=1234

• 安装图形化客户端

  1	安装步骤过于简单不再演示

• 如何连接到Redis

  

• 连接成功后如图所示

  

3.Java客户端

3.1 Jedis快速入门

Jedis的官网地址： https://github.com/redis/jedis，我们先来个快速入门：

• 新建一个Maven工程并引入以下依赖

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  <!--引入Jedis依赖--> <dependency> <groupId>redis.clients</groupId> <artifactId>jedis</artifactId> <version>4.2.0</version> </dependency> <!--引入单元测试依赖--> <dependency> <groupId>org.junit.jupiter</groupId> <artifactId>junit-jupiter</artifactId> <version>5.8.2</version> <scope>test</scope> </dependency>

• 编写测试类并与Redis建立连接

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  private Jedis jedis; @BeforeEach //被该注解修饰的方法每次执行其他方法前自动执行 void setUp(){ // 1. 获取连接 jedis = new Jedis("192.168.230.88",6379); // 2. 设置密码 jedis.auth("132537"); // 3. 选择库（默认是下标为0的库） jedis.select(0); }

• 编写一个操作数据的方法（这里以操作String类型为例）

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  @Test public void testString(){ // 1.往redis中存放一条String类型的数据并获取返回结果 String result = jedis.set("url", "https://www.oz6.cn"); System.out.println("result = " + result); // 2.从redis中获取一条数据 String url = jedis.get("url"); System.out.println("url = " + url); }

• 最后不要忘记编写一个释放资源的方法

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  @AfterEach //被该注解修饰的方法会在每次执行其他方法后执行 void tearDown(){ // 1.释放资源 if (jedis != null){ jedis.close(); } }

• 执行testString()方法后测试结果如图所示

  

3.2 Jedis连接池

Jedis本身是线程不安全的，并且频繁的创建和销毁连接会有性能损耗，因此我们推荐大家使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式

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public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;

    static {
        //配置连接池
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(8);
        jedisPoolConfig.setMinIdle(0);
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(200);
        //创建连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"192.168.230.88",6379,1000,"132537");
    }

    public static Jedis getJedis(){
       return jedisPool.getResource();
    }
}

3.3 SpringDataRedis介绍

SpringData是Spring中数据操作的模块，包含对各种数据库的集成，其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis

官网地址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

• 提供了对不同Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）
• 提供了RedisTemplate统一API来操作Redis
• 支持Redis的发布订阅模型
• 支持Redis哨兵和Redis集群
• 支持基于Lettuce的响应式编程
• 支持基于JDK、JSON、字符串、Spring对象的数据序列化及反序列化
• 支持基于Redis的JDKCollection实现

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中：

3.4 SpringDataRedis快速入门

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持，使用非常简单

• 首先新建一个Spring Boot工程

  

• 然后引入连接池依赖

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  <!--连接池依赖--> <dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-pool2</artifactId> </dependency>

• 编写配置文件application.yml（连接池的配置在实际开发中是根据需求来的）

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  spring: redis: host: 192.168.230.88 #指定redis所在的host port: 6379 #指定redis的端口 password: 132537 #设置redis密码 lettuce: pool: max-active: 8 #最大连接数 max-idle: 8 #最大空闲数 min-idle: 0 #最小空闲数 max-wait: 100ms #连接等待时间

• 编写测试类执行测试方法

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  @SpringBootTest class RedisDemoApplicationTests { @Resource private RedisTemplate redisTemplate; @Test void testString() { // 1.通过RedisTemplate获取操作String类型的ValueOperations对象 ValueOperations ops = redisTemplate.opsForValue(); // 2.插入一条数据 ops.set("blogName","Vz-Blog"); // 3.获取数据 String blogName = (String) ops.get("blogName"); System.out.println("blogName = " + blogName); } }

3.5 RedisSerializer配置

RedisTemplate可以接收任意Object作为值写入Redis，只不过写入前会把Object序列化为字节形式，默认是采用JDK序列化，得到的结果是这样的

缺点：

• 可读性差
• 内存占用较大

那么如何解决以上的问题呢？我们可以通过自定义RedisTemplate序列化的方式来解决。

• 编写一个配置类RedisConfig

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  @Configuration public class RedisConfig { @Bean public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory){ // 1.创建RedisTemplate对象 RedisTemplate<String ,Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>(); // 2.设置连接工厂 redisTemplate.setConnectionFactory(factory); // 3.创建序列化对象 StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer(); GenericJackson2JsonRedisSerializer genericJackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer(); // 4.设置key和hashKey采用String的序列化方式 redisTemplate.setKeySerializer(stringRedisSerializer); redisTemplate.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer); // 5.设置value和hashValue采用json的序列化方式 redisTemplate.setValueSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer); redisTemplate.setHashValueSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer); return redisTemplate; } }

• 此时我们已经将RedisTemplate的key设置为String序列化，value设置为Json序列化的方式，再来执行方法测试

  

• 由于我们设置的value序列化方式是Json的，因此我们可以直接向redis中插入一个对象

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  @Test void testSaveUser() { redisTemplate.opsForValue().set("user:100", new User("Vz", 21)); User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get("user:100"); System.out.println("User = " + user); }

  

  尽管Json序列化可以满足我们的需求，但是依旧存在一些问题。

  如上图所示，为了在反序列化时知道对象的类型，JSON序列化器会将类的class类型写入json结果中，存入Redis，会带来额外的内存开销。

  那么我们如何解决这个问题呢？我们可以通过下文的StringRedisTemplate来解决这个问题。

3.6 StringRedisTemplate

为了节省内存空间，我们并不会使用JSON序列化器来处理value，而是统一使用String序列化器，要求只能存储String类型的key和value。当需要存储Java对象时，手动完成对象的序列化和反序列化。

Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类，它的key和value的序列化方式默认就是String方式。省去了我们自定义RedisTemplate的过程

• 我们可以直接编写一个测试类使用StringRedisTemplate来执行以下方法

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  @SpringBootTest class RedisStringTemplateTest { @Resource private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; @Test void testSaveUser() throws JsonProcessingException { // 1.创建一个Json序列化对象 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper(); // 2.将要存入的对象通过Json序列化对象转换为字符串 String userJson1 = objectMapper.writeValueAsString(new User("Vz", 21)); // 3.通过StringRedisTemplate将数据存入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:100",userJson1); // 4.通过key取出value String userJson2 = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:100"); // 5.由于取出的值是String类型的Json字符串，因此我们需要通过Json序列化对象来转换为java对象 User user = objectMapper.readValue(userJson2, User.class); // 6.打印结果 System.out.println("user = " + user); } }

• 执行完毕回到Redis的图形化客户端查看结果

  

3.7 总结

RedisTemplate的两种序列化实践方案，两种方案各有各的优缺点，可以根据实际情况选择使用。

方案一：

1. 自定义RedisTemplate
2. 修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

方案二：

1. 使用StringRedisTemplate
2. 写入Redis时，手动把对象序列化为JSON
3. 读取Redis时，手动把读取到的JSON反序列化为对象