Soporte de Redis con Spring: RedisTemplate

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Soporte Redis con Spring: RedisTemplate

0. Índice de contenidos.


1. Introducción.

Spring Redis pertenece a la familia Spring Data. Nos proporciona utilidades para que de forma más sencilla podamos configurar el acceso a la base de datos NoSQL Redis y un template para realizar las operaciones más comunes sobre los datos almacenados.

En este tutorial veremos cómo instalar Redis en Mac OS y cómo configurar con Maven un proyecto para utilizar la clase RedisTemplate que nos da soporte para utilizar Redis. También crearemos un clase Repository que proporcionará las operaciones más comunes sobre una base de datos Redis.

2. Entorno.

El tutorial se ha realizado con el siguiente entorno:

  • MacBook Pro 15′ (2.4 GHz Intel Core i5, 8GB DDR3 SDRAM).
  • Sistema Operativo: Mac OS Mavericks 10.9.5
  • Oracle Java SDK 1.7.0_60
  • Redis 2.8.11

3. Instalar Redis

Este tutorial está escrito con un MacBook con el sistema operativo Mac OS Mavericks por lo que si dispones de un Mac lo más fácil es utilizar el gestor de paquetes brew. Si no siempre puedes descargarlo de la web oficial. El comando para instalar Redis desde Mac es el siguiente:

brew install redis

Si todo ha ido bien ejecuta por consola la instrucción redis-server y se arrancará Redis.

jalonso@MacBook-Pro-Juan-Alonso:/usr/local/etc$ redis-server 
[51780] 26 Oct 19:26:53.603 # Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf
[51780] 26 Oct 19:26:53.606 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 256).
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 2.8.11 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                   
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in stand alone mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 6379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 51780
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io        
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

[51780] 26 Oct 19:26:53.611 # Server started, Redis version 2.8.11
[51780] 26 Oct 19:26:53.612 * The server is now ready to accept connections on port 6379

Una vez arrancado el servidor desde otra consola podemos arrancar el cliente con redis-cli con el que poder lanzar nuestros comandos Redis, pero antes vamos a explicar un poco en qué consiste esta base de datos.

4. Pero qué es Redis

  • Redis es un motor de almacenamiento de datos en formato clave-valor opensource.
  • El modelo de datos en el que se basa es de tipo diccionario o tabla de hashes relacionando una clave con una estructura donde se almacena el valor asociado en diferentes formatos: strings, listas, sets, sorted sets y hashes.
  • Se conoce principalmente porque su almacenamiento es muy rápido debido a que mantiene los datos en memoria pero también se persisten en disco.
  • Puede atender cientos de miles de operaciones por segundo y es escalable.
  • Redis soporta replicación maestro-esclavo y permite publicación-subscripción.
  • Tiene una amplia lista de clientes diferentes con el que conectarnos al servidor Redis: C, C#, Java, Node.js, Perl, PHP, Python, Ruby, Scala, etc.

5. Configurar pom.xml

Ahora que conocemos un poquito más Redis, vamos a crear nuestro primero proyecto para realizar operaciones sobre los datos. Crearemos para empezar el pom.xml del proyecto Maven ayudados por spring-boot-starter-redis

El pom.xml quedaría así:

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
	<groupId>com.autentia.tutoriales</groupId>
	<artifactId>spring-redis</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>

	<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.1.8.RELEASE</version>
    </parent>
    
	<properties>
		<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
		<java.version>1.7</java.version>
	</properties>

	<build>
		<plugins>
			<plugin>
				<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
				<configuration>
					<source>${java.version}</source>
					<target>${java.version}</target>
					<encoding>${project.build.sourceEncoding}</encoding>
				</configuration>
			</plugin>
		</plugins>
	</build>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
		</dependency>
		
		<dependency>
			<groupId>org.twitter4j</groupId>
			<artifactId>twitter4j-core</artifactId>
			<version>4.0.2</version>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.twitter4j</groupId>
			<artifactId>twitter4j-stream</artifactId>
			<version>4.0.2</version>
		</dependency>
	</dependencies>
</project>

6. Configurar RedisTemplate

Spring Data nos da soporte para abstraernos del driver de conexión a Redis. A través de RedisTemplate nos proporciona una capa de alto nivel para tratar con las operaciones de lectura, escritura, búsqueda, actualización, borrado, etc. Por debajo se puede utilizar cualquier otra librería para trabajar con Redis ya que soporta las librerías Jedis, JRedis, Lettuce y SRP.

Vamos a crear una clase de configuración de nuestra aplicación donde levantar los beans JedisConnectionFactory encargado de ofrecernos una conexión a Redis, la clase RedisTemplate y nuestra clase Repository.

package com.autentia.tutoriales;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;

import com.autentia.tutoriales.redis.StringRedisRepository;

@Configuration
@EnableAutoConfiguration
public class Application {

	private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Application.class);

	@Bean
	JedisConnectionFactory connectionFactory() {
		return new JedisConnectionFactory();
	}
	
	@Bean
	StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
		return new StringRedisTemplate(connectionFactory);
	}

	@Bean
	StringRedisRepository stringRedisRepository(StringRedisTemplate template) {
		return new StringRedisRepository(template);
	}
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		LOGGER.debug("Initializating app...");
		
		SpringApplication.run(Application.class, args);
	}
}

Por defecto JedisConnectionFactory configura una conexión en localhost en el puerto por defecto de Redis 6379. Si tuvieras otra configuración en Redis debes configurar también tu JedisConnectionFactory.

Nuestro Repository será el encargado de encapsularnos las operaciones sobre Redis que efectúen operaciones de almacenamiento de tipo cadena. Algunas de las operaciones más utilizadas son:

  • add: Añade una cadena asociada a una clave.
  • getBy: Recupera una cadena por su clave.
  • getKeys: Recupera las claves que cumplen determinado patrón.
  • getAllValuesBy: A partir de un patrón devuelve todas los valores cuya clave lo cumplen.
  • delete: Elimina una cadena por su clave.
package com.autentia.tutoriales.redis;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;

public class StringRedisRepository {

	private final StringRedisTemplate template;

	public StringRedisRepository(StringRedisTemplate template) {
		this.template = template;
	}
	
	public void add(String key, String value) {
		template.opsForValue().set(key, value);
	}

	public String getBy(String key) {
		return template.opsForValue().get(key);
	}
	
	public Set<String> getKeys(String patternKey) {
		return template.keys(patternKey);
	}
	
	public Set<String> getAllValuesBy(String patternKey) {
		final Set<String> keys = getKeys(patternKey);
		final Set<String> values = new HashSet<String>(keys.size());
		
		for (String key : keys) {
			values.add(getBy(key));
		}
		
		return values;
	}

	public void delete(String key) {
		template.opsForValue().getOperations().delete(key);
	}
}

Estas son unas pocas operaciones de las decenas de ellas que se pueden realizar si fueran necesarias pero para una pequeña prueba de concepto son suficientes.

Ya tenemos la aplicación montada, sólo nos quedan datos para meter en Redis. Para mostrar la velocidad de esta base de datos vamos a sacar datos de Twitter. Nos conectaremos con nuestras credenciales de Twitter y usaremos Twitter4j para descargar datos sobre un tema, por ejemplo vamos a buscar los tweets que contengan el hashtag #ebola y los vamos a insertar en Redis. La clave del registro a insertar será el identificador de tweet y su contenido asociado será el JSON completo del tweet.

package com.autentia.tutoriales.tweets;

import javax.annotation.PostConstruct;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

import twitter4j.Query;
import twitter4j.QueryResult;
import twitter4j.Status;
import twitter4j.Twitter;
import twitter4j.TwitterException;
import twitter4j.TwitterFactory;
import twitter4j.TwitterObjectFactory;

import com.autentia.tutoriales.redis.StringRedisRepository;

@Component
public class TweetIngestor {

	private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TweetIngestor.class);

	private final Twitter twitter; 
	
	public static final String TWEET_KEY = "tweet_";

	@Autowired
	private StringRedisRepository redisRepository;
	
	public TweetIngestor() {
		this.twitter = new TwitterFactory().getInstance();
	}
	
	@PostConstruct
	public void searchByHashtag() {
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				try {
					Query query = new Query("#ebola");

					int numTweets = 0;
					long init = System.currentTimeMillis();
					try {
						QueryResult result;

						do {
							result = twitter.search(query);
							for (Status status : result.getTweets()) {
								if (!status.isRetweet()) {
									redisRepository.add(TWEET_KEY + String.valueOf(status.getId()), TwitterObjectFactory.getRawJSON(status));
									numTweets++;
								}
							}

						} while ((query = result.nextQuery()) != null);
					
						logger.info(String.format("%s tweets received %s millis", numTweets, System.currentTimeMillis() - init));
					} catch (TwitterException e) {
						throw new RuntimeException("Something was wrong retrieving tweets:", e);
					}
					
				} catch (Exception e) {
					logger.error("Error", e);
				}
			}
		}.start();
	}
}

Para arrancar la aplicación lo hacemos con mvn spring-boot:run. Pasados unos segundos nos estarán llegando tweets y quedarán almacenados en Redis. Podemos verlos conectando con redis-cli. Para ver el contenido de todas las claves almacenadas se utiliza el comando keys *. Si queremos ver el contenido de una clave en concreto: get ‘la_clave’:

Si queremos recuperar los tweets de Redis nos podemos crear una clase que a trav&eactue; de nuestro StringRedisRepository podamos pedirle los tweets a partir del patrón común que hemos utilizado (tweet_) llamando al método getAllValuesBy:

package com.autentia.tutoriales.tweets;

import java.util.Set;

import javax.annotation.PostConstruct;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

import com.autentia.tutoriales.redis.StringRedisRepository;

@Component
public class TweetsRetriever {

	private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TweetsRetriever.class);
	
	@Autowired
	private StringRedisRepository redisRepository;
	
	@PostConstruct
	public void retrieve() {
		final Set<String> tweets = redisRepository.getAllValuesBy(TweetIngestor.TWEET_KEY + "*");
		
		for (String tweet : tweets) {
			logger.info(tweet);
		}
	}
}

7. Referencias

8. Conclusiones.

Hemos pasado muy por encima sobre Redis pero cabe destacar su enorme potencial como almacén de datos por su simplifidad, facilidad de uso y versatilidad.

Cada vez hay más librerías que nos dan soporte y una forma de conectar y usar Redis que aún lo hacen más sencillo. Spring Data Redis es una buena muestra de ello por lo que seguro será una buena elección para tus aplicaciones Java si quieres almacenar y consumir datos en Redis.

Espero que te haya sido de ayuda.

Un saludo.

Juan

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