利用redis实现聊天记录转存功能的全过程-巨人网络通讯

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利用redis实现聊天记录转存功能的全过程

前言

前一阵子实现了我开源项目的单聊功能，在实现过程中遇到了需要将聊天记录保存至数据库的问题，在收到消息时肯定不能直接存数据库，因为这样在高并发的场景下，数据库就炸了。

于是，我就想到了redis这个东西，第一次听说它是在2年前，但是一直没时间玩他，现在终于遇到了需要使用它的场景，在用的时候学它，本文就跟大家分享下我的实现思路以及过程，欢迎各位感兴趣的开发者阅读本文。

环境搭建

我的项目是基于SpringBoot2.x搭建的，电脑已经安装了redis，用的maven作为jar包管理工具，所以只需要在maven中添加需要的依赖包即可，如果你用的是其他管理工具，请自行查阅如何添加依赖。

!-- Redis -->
dependency>
    groupId>org.springframework.boot/groupId>
    artifactId>spring-boot-starter-data-redis/artifactId>
/dependency>
!-- 定时任务调度 -->
dependency>
    groupId>org.springframework.boot/groupId>
    artifactId>spring-boot-starter-quartz/artifactId>
    version>2.3.7.RELEASE/version>
/dependency>

本文需要用到依赖：Redis 、quartz，在pom.xml文件的dependencies标签下添加下述代码。

spring:
# redis配置
  redis:
    host: 127.0.0.1 # redis地址
    port: 6379 # 端口号
    password:  # 密码
    timeout: 3000 # 连接超时时间，单位毫秒

实现思路

在websocket的服务中，收到客户端推送的消息后，我们对数据进行解析，构造聊天记录实体类，将其保存至redis中，最后我们使用quartz设置定时任务将redis的数据定时写入mysql中。

我们将上述思路进行下整理：

解析客户端数据，构造实体类
将数据保存至redis
使用quartz将redis中的数据定时写入mysql

实现过程

实现思路很简单，难在如何将实体类数据保存至redis，我们需要把redis这一块配置好后，才能继续实现我们的业务需求。

redis支持的数据结构类型有：

set 集合，string类型的无序集合，元素不允许重复
hash 哈希表，键值对的集合，用于存储对象
list 列表，链表结构
zset有序集合
string 字符串，最基本的数据类型，可以包含任何数据，比如一个序列化的对象，它的字符串大小上限是512MB

redis的客户端分为jedis 和 lettuce，在SpringBoot2.x中默认客户端是使用lettuce实现的，因此我们不用做过多配置，在使用的时候通过RedisTemplate.xxx来对redis进行操作即可。

自定义RedisTemplate

在RedisTemplate中，默认是使用Java字符串序列化，将字符串存入redis后可读性很差，因此，我们需要对他进行自定义，使用Jackson 序列化，以 JSON 方式进行存储。

我们在项目的config包下，创建一个名为LettuceRedisConfig的Java文件，我们再此文件中配置其默认序列化规则，它的代码如下：

package com.lk.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;


// 自定义RedisTemplate设置序列化器, 方便转换redis中的数据与实体类互转
@Configuration
public class LettuceRedisConfig {
    /**
     * Redis 序列化配置
     */
    @Bean
    public RedisTemplateString, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        RedisTemplateString, Object> redisTemplate = new RedisTemplate>();
        redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 使用GenericJackson2JsonRedisSerializer替换默认序列化
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 设置 Key 和 Value 的序列化规则
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        // 初始化 RedisTemplate 序列化完成
        redisTemplate.afterPropertiesSet();
        return redisTemplate;
    }
}

封装redis工具类

做完上述操作后，通过RedisTemplate存储到redis中的数据就是json形式的了，接下来我们对其常用的操作封装成工具类，方便我们在项目中使用。

在Utils包中创建一个名为RedisOperatingUtil，其代码如下：

package com.lk.utils;

import org.springframework.data.redis.connection.DataType;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Component
// Redis操作工具类
public class RedisOperatingUtil {
    @Resource
    private RedisTemplateObject, Object> redisTemplate;

    /**
     * 指定 key 的过期时间
     *
     * @param key  键
     * @param time 时间(秒)
     */
    public void setKeyTime(String key, long time) {
        redisTemplate.expire(key, time, TimeUnit.SECONDS);
    }

    /**
     * 根据 key 获取过期时间（-1 即为永不过期）
     *
     * @param key 键
     * @return 过期时间
     */
    public Long getKeyTime(String key) {
        return redisTemplate.getExpire(key, TimeUnit.SECONDS);
    }

    /**
     * 判断 key 是否存在
     *
     * @param key 键
     * @return 如果存在 key 则返回 true，否则返回 false
     */
    public Boolean hasKey(String key) {
        return redisTemplate.hasKey(key);
    }

    /**
     * 删除 key
     *
     * @param key 键
     */
    public Long delKey(String... key) {
        if (key == null || key.length  1) {
            return 0L;
        }
        return redisTemplate.delete(Arrays.asList(key));
    }

    /**
     * 获取 Key 的类型
     *
     * @param key 键
     */
    public String keyType(String key) {
        DataType dataType = redisTemplate.type(key);
        assert dataType != null;
        return dataType.code();
    }

    /**
     * 批量设置值
     *
     * @param map 要插入的 key value 集合
     */
    public void barchSet(MapString, Object> map) {
        redisTemplate.opsForValue().multiSet(map);
    }

    /**
     * 批量获取值
     *
     * @param list 查询的 Key 列表
     * @return value 列表
     */
    public ListObject> batchGet(ListString> list) {
        return redisTemplate.opsForValue().multiGet(Collections.singleton(list));
    }


    /**
     * 获取指定对象类型key的值
     *
     * @param key 键
     * @return 值
     */
    public Object objectGetKey(String key) {
        return redisTemplate.opsForValue().get(key);
    }

    /**
     * 设置对象类型的数据
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     */
    public void objectSetValue(String key, Object value) {
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
    }

    /**
     * 向list的头部插入一条数据
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     */
    public Long listLeftPush(String key, Object value) {
        return redisTemplate.opsForList().leftPush(key, value);
    }

    /**
     * 向list的末尾插入一条数据
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     */
    public Long listRightPush(String key, Object value) {
        return redisTemplate.opsForList().rightPush(key, value);
    }

    /**
     * 向list头部添加list数据
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     */
    public Long listLeftPushAll(String key, ListObject> value) {
        return redisTemplate.opsForList().leftPushAll(key, value);
    }

    /**
     * 向list末尾添加list数据
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     */
    public Long listRightPushAll(String key, ListObject> value) {
        return redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, value);
    }

    /**
     * 通过索引设置list元素的值
     *
     * @param key   键
     * @param index 索引
     * @param value 值
     */
    public void listIndexSet(String key, long index, Object value) {
        redisTemplate.opsForList().set(key, index, value);
    }

    /**
     * 获取列表指定范围内的list元素，正数则表示正向查找，负数则倒叙查找
     *
     * @param key   键
     * @param start 开始
     * @param end   结束
     * @return boolean
     */
    public Object listRange(String key, long start, long end) {
        return redisTemplate.opsForList().range(key, start, end);
    }

    /**
     * 从列表前端开始取出数据
     *
     * @param key 键
     * @return 结果数组对象
     */
    public Object listPopLeftKey(String key) {
        return redisTemplate.opsForList().leftPop(key);
    }

    /**
     * 从列表末尾开始遍历取出数据
     *
     * @param key 键
     * @return 结果数组
     */
    public Object listPopRightKey(String key) {
        return redisTemplate.opsForList().rightPop(key);
    }

    /**
     * 获取list长度
     *
     * @param key 键
     * @return 列表长度
     */
    public Long listLen(String key) {
        return redisTemplate.opsForList().size(key);
    }

    /**
     * 通过索引获取list中的元素
     *
     * @param key   键
     * @param index 索引（index>=0时，0 表头，1 第二个元素，依次类推；index0时，-1，表尾，-2倒数第二个元素，依次类推）
     * @return 列表中的元素
     */
    public Object listIndex(String key, long index) {
        return redisTemplate.opsForList().index(key, index);
    }

    /**
     * 移除list元素
     *
     * @param key   键
     * @param count 移除数量（"负数"则从列表倒叙查找删除 count 个对应的值; "整数"则从列表正序查找删除 count 个对应的值;）
     * @param value 值
     * @return 成功移除的个数
     */
    public Long listRem(String key, long count, Object value) {
        return redisTemplate.opsForList().remove(key, count, value);
    }

    /**
     * 截取指定范围内的数据, 移除不是范围内的数据
     * @param key 操作的key
     * @param start 截取开始位置
     * @param end 截取激素位置
     */
    public void listTrim(String key, long start, long end) {
        redisTemplate.opsForList().trim(key, start, end);
    }
}

进行单元测试

做完上述操作后，最难弄的一关我们就已经搞定了，接下来我们来对一会需要使用的方法进行单元测试，确保其能够正常运行。

创建一个名为RedisTest的Java文件，注入需要用到的相关类。

redisOperatingUtil为我们的redis工具类
subMessageMapper为聊天记录表的dao层

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
@Slf4j
public class RedisTest {
    @Resource
    private RedisOperatingUtil redisOperatingUtil;
    @Resource
    private SubMessageMapper subMessageMapper;
}

接下来，我们看下SubMessage实体类的代码。

package com.lk.entity;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.Setter;

@Getter
@Setter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
// 聊天记录-消息内容
public class SubMessage {
  private Integer id;
  private String msgText; // 消息内容
  private String createTime; // 创建时间
  private String userName; // 用户名
  private String userId; // 推送方用户id
  private String avatarSrc; // 推送方头像
  private String msgId; // 接收方用户id
  private Boolean status; // 消息状态
}

测试list数据的写入与获取

在单元测试类内部加入下述代码：

    @Test
    public void testSerializableListRedisTemplate() {
        // 构造聊天记录实体类数据
        SubMessage subMessage = new SubMessage();
        subMessage.setAvatarSrc("https://www.kaisir.cn/uploads/1ece3749801d4d45933ba8b31403c685touxiang.jpeg");
        subMessage.setUserId("1090192");
        subMessage.setUserName("神奇的程序员");
        subMessage.setMsgText("你好");
        subMessage.setMsgId("2901872");
        subMessage.setCreateTime("2020-12-12 18:54:06");
        subMessage.setStatus(false);
        // 将聊天记录对象保存到redis中
        redisOperatingUtil.listRightPush("subMessage", subMessage);
        // 获取list中的数据
        Object resultObj = redisOperatingUtil.listRange("subMessage", 0, redisOperatingUtil.listLen("subMessage"));
        // 将Object安全的转为List
        ListSubMessage> resultList = ObjectToOtherUtil.castList(resultObj, SubMessage.class);
        // 遍历获取到的结果
        if (resultList != null) {
            for (SubMessage message : resultList) {
                System.out.println(message.getUserName());
            }
        }
    }

在上述代码中，我们从redis中取出的数据是Object类型的，我们要将它转换为与之对应的实体类，一开始我是用的类型强转，但是idea会报黄色警告，于是就写了一个工具类用于将Object对象安全的转换为与之对应的类型，代码如下：

package com.lk.utils;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ObjectToOtherUtil {
    public static T> ListT> castList(Object obj, ClassT> clazz) {
        ListT> result = new ArrayList>();
        if (obj instanceof List?>) {
            for (Object o : (List?>) obj) {
                result.add(clazz.cast(o));
            }
            return result;
        }
        return null;
    }
}

执行后，我们看看redis是否有保存到我们写入的数据，如下所示，已经成功保存。

我们再来看看，代码的执行结果，看看有没有成功获取到数据，如下图所示，也成功取到了。

注意：如果你的项目对websocket进行了启动配置，可能会导致单元测试失败，报错java.lang.IllegalStateException: Failed to load ApplicationContext，解决方案就是注释掉websocket配置文件中的@Configuration即可。

测试list数据的取出

当我们把redis中存储的数据迁移到mysql后，需要删除redis中的数据，一开始我用的是它的delete方法，但是他的delete方法只能删除与之匹配的值，不能选择一个区间进行删除，于是就决定用它的pop方法进行出栈操作。

我们来测试下工具类中的listPopLeftKey方法。

    @Test
    public void testListPop() {
        long item = 0;
        // 获取存储在redis中聊天记录的条数
        long messageListSize = redisOperatingUtil.listLen("subMessage");
        for (int i = 0; i  messageListSize; i++) {
            // 从头向尾取出链表中的元素
            SubMessage messageResult = (SubMessage) redisOperatingUtil.listPopLeftKey("subMessage");
            log.info(messageResult.getMsgText());
            item++;
        }
        log.info(item+"条数据已成功取出");
    }

执行结果如下所示，成功取出了redis中存储的两条数据。

测试聊天记录转移至数据库

接下来我们在redis中放入三条数据用于测试

我们测试下将redis中的数据取出，然后写入数据库，代码如下：

    // 测试聊天记录转移数据库
    @Test
    public void testRedisToMysqlTask() {
        // 获取存储在redis中聊天记录的条数
        long messageListSize = redisOperatingUtil.listLen("subMessage");
        // 写入数据库的数据总条数
        long resultCount = 0;
        for (int i = 0; i  messageListSize; i++) {
            // 从头到尾取出链表中的元素
            SubMessage subMessage= (SubMessage) redisOperatingUtil.listPopLeftKey("subMessage");
            // 向数据库写入数据
            int result = subMessageMapper.addMessageTextInfo(subMessage);
            if (result > 0) {
                // 写入成功
                resultCount++;
            }
        }
        log.info(resultCount+ "条聊天记录，已写入数据库");
    }

执行结果如下，数据已成功写入数据库且redis中的数据也被删除。

解析客户端数据保存至redis

完成上述操作后，我们redis那一块的东西就搞定了，接下来就可以实现将客户端的数据存到redis里了。

这里有个坑，因为websocket服务类中用到了@Component，会导致redis的工具类注入失败，出现null的情况，解决这个问题需要将当前类名声明为静态变量，然后在init中获取赋值redis工具类，代码如下：

    // 解决redis操作工具类注入为null的问题
    public static WebSocketServer webSocketServer;
    @PostConstruct
    public void init() {
        webSocketServer = this;
        webSocketServer.redisOperatingUtil = this.redisOperatingUtil;
    }

在websocket服务的@OnMessage注解中，收到客户端发送的消息，我们将其保存到redis中，代码如下：

    /**
     * 收到客户端消息后调用的方法
     *
     * @param message 客户端发送过来的消息
     *                // @param session 客户端会话
     */
    @OnMessage
    public void onMessage(String message) {
        // 客户端发送的消息
        JSONObject jsReply = new JSONObject(message);
        // 添加在线人数
        jsReply.put("onlineUsers", getOnlineCount());
        if (jsReply.has("buddyId")) {
            // 获取推送方id
            String userId = jsReply.getString("userID");
            // 获取被推送方id
            String buddyId = jsReply.getString("buddyId");
            // 非测试数据则推送消息
            if (!buddyId.equals("121710f399b84322bdecc238199d6888")) {
                // 发送消息至推送方
                this.sendInfo(jsReply.toString(), userId);
            }
            // 构造聊天记录实体类数据
            SubMessage subMessage = new SubMessage();
            subMessage.setAvatarSrc(jsReply.getString("avatarSrc"));
            subMessage.setUserId(jsReply.getString("userID"));
            subMessage.setUserName(jsReply.getString("username"));
            subMessage.setMsgText(jsReply.getString("msg"));
            subMessage.setMsgId(jsReply.getString("msgId"));
            subMessage.setCreateTime(DateUtil.getThisTime());
            subMessage.setStatus(false);
            // 将聊天记录对象保存到redis中
            webSocketServer.redisOperatingUtil.listRightPush("subMessage", subMessage);
            // 发送消息至被推送方
            this.sendInfo(jsReply.toString(), buddyId);
        }
    }

做完上述操作后，收到客户端发送的消息就会自动写入redis。

定时将redis的数据写入mysql

接下来，我们使用quartz定时向mysql中写入数据，他执行定时任务的步骤分为2步：

创建任务类编写任务内容
在QuartzConfig文件中设置定时，执行第一步创建的任务。

首先，创建quartzServer包，在其下创建RedisToMysqlTask.java文件，在此文件内实现redis写入mysql的代码

package com.lk.quartzServer;

import com.lk.dao.SubMessageMapper;
import com.lk.entity.SubMessage;
import com.lk.utils.RedisOperatingUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
import org.springframework.scheduling.quartz.QuartzJobBean;

import javax.annotation.Resource;

// 将redis数据放进mysql中
@Slf4j
public class RedisToMysqlTask extends QuartzJobBean {
    @Resource
    private RedisOperatingUtil redisOperatingUtil;
    @Resource
    private SubMessageMapper subMessageMapper;

    @Override
    protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext) throws JobExecutionException {
        // 获取存储在redis中聊天记录的条数
        long messageListSize = redisOperatingUtil.listLen("subMessage");
        // 写入数据库的数据总条数
        long resultCount = 0;
        for (int i = 0; i  messageListSize; i++) {
            // 从头到尾取出链表中的元素
            SubMessage subMessage= (SubMessage) redisOperatingUtil.listPopLeftKey("subMessage");
            // 向数据库写入数据
            int result = subMessageMapper.addMessageTextInfo(subMessage);
            if (result > 0) {
                // 写入成功
                resultCount++;
            }
        }
        log.info(resultCount+ "条聊天记录，已写入数据库");
    }
}

在config包下创建QuartzConfig.java文件，创建定时任务

package com.lk.config;

import com.lk.quartzServer.RedisToMysqlTask;
import org.quartz.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * Quartz定时任务配置
 */
@Configuration
public class QuartzConfig {
    @Bean
    public JobDetail RedisToMysqlQuartz() {
        // 执行定时任务
        return JobBuilder.newJob(RedisToMysqlTask.class).withIdentity("CallPayQuartzTask").storeDurably().build();
    }

    @Bean
    public Trigger CallPayQuartzTaskTrigger() {
        //cron方式，从每月1号开始，每隔三天就执行一次
        return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(RedisToMysqlQuartz())
                .withIdentity("CallPayQuartzTask")
                .withSchedule(CronScheduleBuilder.cronSchedule("* * 4 1/3 * ?"))
                .build();
    }
}

这里我设置的定时任务是从每月1号开始，每隔三天就执行一次，Quartz定时任务采用的是cron表达式，自己算这个比较麻烦，这里推荐一个在线网站，可以很容易的生成表达式：Cron表达式生成器