Spring Boot 2 集成 Redis 集群详解

Redis 集群提供高可用性和分布式存储能力，适用于大规模应用场景。在 Spring Boot 2 中集成 Redis 集群，可以通过 Spring Data Redis 实现高效的数据操作。以下是详细步骤，从环境准备到代码实现，确保结构清晰、易于操作。本指南基于 Spring Boot 2.x 版本（如 2.7.x）和 Redis 6.x 集群。

1. 前提条件

• 确保已安装并运行 Redis 集群（至少 3 个主节点和 3 个从节点，推荐使用 Redis 6+）。
• 创建 Spring Boot 2 项目（使用 Spring Initializr 或 IDE 如 IntelliJ IDEA）。
• 环境要求：
  • Java 8+
  • Maven 或 Gradle（本指南以 Maven 为例）
  • Redis 集群节点信息（如节点地址：192.168.1.101:6379, 192.168.1.102:6379, 192.168.1.103:6379）

2. 添加依赖

在项目的 pom.xml 文件中添加 Spring Boot Starter Data Redis 依赖。这将自动引入 Redis 客户端（如 Lettuce，默认支持集群）。

<dependencies>
    <!-- Spring Boot Starter Web (可选，但推荐用于完整项目) -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    
    <!-- Spring Data Redis 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    
    <!-- 连接池支持（推荐，提高性能） -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-pool2</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

3. 配置 Redis 集群

在 application.properties 或 application.yml 中配置 Redis 集群节点、密码（如有）和连接池。以下是 application.yml 示例（更易读）：

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes: # 集群节点列表，格式为 host:port
        - 192.168.1.101:6379
        - 192.168.1.102:6380
        - 192.168.1.103:6381
        - 192.168.1.104:6382
        - 192.168.1.105:6383
        - 192.168.1.106:6384
      max-redirects: 3 # 最大重定向次数，处理节点故障
    password: your-redis-password # 如果 Redis 设置了密码
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 # 最大连接数
        max-idle: 8   # 最大空闲连接
        min-idle: 0   # 最小空闲连接
        max-wait: -1  # 最大等待时间（毫秒），-1 表示无限等待

• 关键参数说明：
  • nodes: 指定所有集群节点地址。Spring Boot 会自动发现集群拓扑。
  • max-redirects: 当请求重定向到其他节点时，允许的最大重试次数（推荐 3-5）。
  • password: 如果 Redis 集群启用了认证，必须设置此参数。
  • lettuce.pool: 配置连接池优化性能（避免频繁创建连接）。

4. 代码实现：使用 RedisTemplate

Spring Boot 自动配置 RedisTemplate，但需自定义以支持集群操作。创建一个配置类，并注入 RedisTemplate bean。

步骤 4.1: 创建配置类 在 src/main/java/com/example/demo/config 目录下创建 RedisConfig.java：

package com.example.demo.config;

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

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public LettuceConnectionFactory redisConnectionFactory() {
        // 自动从 application.yml 加载集群配置
        return new LettuceConnectionFactory(new RedisClusterConfiguration());
    }

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate() {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory());
        
        // 设置序列化器：避免乱码
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
        template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
        
        template.afterPropertiesSet(); // 初始化
        return template;
    }
}

• 说明：
  • LettuceConnectionFactory: 使用 Lettuce 客户端，支持异步和集群。
  • RedisTemplate: 泛型设置为 <String, Object>，方便存储各种数据类型。
  • 序列化器：推荐 StringRedisSerializer 和 GenericJackson2JsonRedisSerializer，确保键值对可读。

步骤 4.2: 创建服务类操作 Redis 在 src/main/java/com/example/demo/service 目录下创建 RedisService.java：

package com.example.demo.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class RedisService {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 存储数据
    public void set(String key, Object value) {
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
    }

    // 获取数据
    public Object get(String key) {
        return redisTemplate.opsForValue().get(key);
    }

    // 删除数据
    public Boolean delete(String key) {
        return redisTemplate.delete(key);
    }

    // 示例：存储哈希表
    public void setHash(String key, String field, Object value) {
        redisTemplate.opsForHash().put(key, field, value);
    }

    public Object getHash(String key, String field) {
        return redisTemplate.opsForHash().get(key, field);
    }
}

步骤 4.3: 在控制器中测试 在 src/main/java/com/example/demo/controller 目录下创建 RedisController.java：

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.RedisService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/redis")
public class RedisController {

    @Autowired
    private RedisService redisService;

    @GetMapping("/set")
    public String setValue() {
        redisService.set("testKey", "Hello Redis Cluster!");
        return "Value set successfully";
    }

    @GetMapping("/get")
    public Object getValue() {
        return redisService.get("testKey");
    }

    @GetMapping("/hash")
    public String setHash() {
        redisService.setHash("user:1", "name", "Alice");
        return "Hash set successfully";
    }
}

5. 测试 Redis 集群集成

• 启动应用：运行 Spring Boot 主类（如 DemoApplication.java），确保控制台无错误。
• 测试 API：
  • 访问 http://localhost:8080/redis/set 设置数据。
  • 访问 http://localhost:8080/redis/get 获取数据，应返回 "Hello Redis Cluster!"。
  • 访问 http://localhost:8080/redis/hash 设置哈希表。
• 验证集群：
  • 登录 Redis 任意节点，使用 redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 6379 命令。
  • 执行 GET testKey 或 HGET user:1 name，检查数据是否一致。
• 故障测试：手动关闭一个 Redis 节点，Spring Boot 应自动重连到其他节点（查看日志确认）。

6. 常见问题与优化

• 问题 1: 连接超时或节点不可达
  • 原因：网络问题或节点配置错误。
  • 解决：检查 application.yml 中的节点地址是否准确，确保防火墙开放端口。
• 问题 2: 序列化错误（乱码）
  • 原因：未配置序列化器。
  • 解决：在 RedisConfig 中必须设置序列化器（如代码所示）。
• 问题 3: 性能瓶颈
  • 优化：增加连接池大小（如 max-active: 16），或使用 @Cacheable 注解集成 Spring Cache。
• 安全建议：
  • 启用 Redis 密码认证。
  • 在生产环境中使用 SSL/TLS 加密连接（配置 spring.redis.ssl=true）。

总结

通过以上步骤，您已成功在 Spring Boot 2 中集成 Redis 集群。关键点包括正确配置集群节点、使用 LettuceConnectionFactory 处理连接、以及自定义 RedisTemplate 确保序列化。Redis 集群自动处理数据分片和故障转移，提升了应用的可靠性和扩展性。如果有更多需求（如事务处理或 pub/sub），可扩展 RedisService 类。建议参考 Spring Data Redis 文档 进一步优化。