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Java 连接并操作 Redis 万字详解：从 Jedis 直连到 RedisTemplate 封装，5 种方式全解析

news 来源：原创 2025/5/25 6:05:18

引言

在分布式系统和高并发场景中，Redis 作为高性能内存数据库的地位举足轻重。对于 Java 开发者而言，掌握 Redis 的连接与操作是进阶必备技能。然而，从基础的 Jedis 原生客户端到 Spring 封装的 RedisTemplate，不同连接方式的原理与适用场景常让初学者困惑。如何选择合适的连接方式？序列化配置背后的逻辑是什么？生产环境中又该如何优化？

本文从 Java 操作 Redis 的核心需求出发，通过完整代码示例与逐行解析，系统讲解 Jedis 直接连接、连接池、RedisTemplate 及 StringRedisTemplate 的使用方法，深入剖析连接原理、序列化机制与性能优化策略。无论你是刚接触 Redis 的小白，还是需要规范项目实践的开发者，都能从代码细节与原理分析中获得启发，掌握从基础连接到高级应用的全流程实战技巧。

1. Redis 基础概念与 Java 生态概览

1.1 Redis 是什么？

Redis（Remote Dictionary Server）是一个基于内存的高性能键值对存储系统，具有以下核心特性：

  • 数据结构丰富：支持 String、Hash、List、Set、Sorted Set 等 8 种数据结构

  • 内存级性能：读写速度可达 10 万 + 次 / 秒（String 类型）

  • 持久化支持：提供 RDB（快照）和 AOF（日志）两种持久化方式

  • 集群能力：支持主从复制、哨兵模式、Cluster 集群

  • 多语言支持：提供 Java、Python、Node.js 等多语言客户端

在 Java 生态中，主流的 Redis 客户端包括：

  1. Jedis：官方提供的原生 Java 客户端，支持同步阻塞式 IO

  2. Lettuce：基于 Netty 的异步非阻塞客户端，支持响应式编程

  3. Spring Data Redis：Spring 封装的高层抽象，支持 Jedis/Lettuce 作为底层连接

1.2 Java 操作 Redis 的核心场景

  • 缓存系统：降低数据库压力（如商品详情页缓存）

  • 分布式会话：解决集群环境下的 Session 共享问题

  • 计数器：实现点赞计数、接口限流等功能（利用 INCR 命令）

  • 消息队列：基于 List 的 LPUSH/RPOP 实现简单队列

  • 分布式锁：通过 SETNX 命令实现分布式锁机制

2.Jedis 原生客户端：从直接连接到连接池

2.0 Maven依赖

<!--        Jedis--><dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>3.7.0</version></dependency>

2.1 Jedis 直接连接（非池化方式）

2.1.1 核心代码解析

@Slf4j
@SpringBootTest
public class JedisDirect {private Jedis jedis;@BeforeEachpublic void setUp(){//建立连接jedis = new Jedis("x.x.x.x",6379);//设置密码jedis.auth("xxxx");//选择库jedis.select(0);}@Testpublic void testString(){jedis.set("namePool","zhangsanPool");String value = jedis.get("name");log.info("value:"+value);}@Testpublic void testHash(){jedis.hset("user:2","name","lisiPool");jedis.hset("user:2","age","21");Map<String,String> map = jedis.hgetAll("user:1");log.info("map:"+ map.toString());}@AfterEachpublic void tearDown(){if(jedis != null){jedis.close();}}}

代码的执行结果：
结果1：
在这里插入图片描述

结果2：
在这里插入图片描述

2.1.2 核心类与对象

  • Jedis：核心客户端类，封装了所有 Redis 命令

    • 构造方法：Jedis(String host, int port) 初始化连接

    • 常用方法：

      • set(String key, String value)：存储字符串

      • get(String key)：获取字符串

      • hset(String key, String field, String value)：存储 Hash 字段

      • hgetAll(String key)：获取 Hash 所有字段

  • @BeforeEach/@AfterEach：JUnit5 生命周期注解，分别用于初始化和销毁资源

2.1.3 原理分析

  1. 连接过程：

  • 创建 Jedis 实例时建立 TCP 连接（三次握手）

  • 通过 auth 命令进行密码验证（如果配置了密码）

  • select 命令选择操作的数据库（默认 0 号库）

  1. 命令执行：

  • 客户端将命令序列化为字节流发送到 Redis 服务器

  • 服务器执行命令后返回结果，客户端解析响应

2.1.4 优缺点

  • 优点：简单直观，适合学习和小规模测试

  • 缺点：

    • 每次测试都创建新连接，性能低下（TCP 连接创建开销大）

    • 并发场景下可能导致连接风暴

    • 没有连接复用机制，资源利用率低

2.2 Jedis 连接池（池化连接）

2.2.1 连接池配置类

public class JedisConnectionFactory {private static final JedisPool jedisPool;static{JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();//最大连接jedisPoolConfig.setMaxTotal(10);//最大空闲连接jedisPoolConfig.setMaxIdle(10);//最小空闲连接jedisPoolConfig.setMinIdle(5);//设置最长等待时间jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(200);jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"x.x.x.x",6379,1000,"xxxx");}//获取jedis对象public static Jedis getJedis(){return jedisPool.getResource();}
}

说明：

  • JedisPool：连接池核心类，管理连接的创建和回收

    • getResource()：从连接池获取可用连接（可能从空闲队列获取或新建）

  • JedisPoolConfig：连接池配置类，常用参数：

    • maxTotal：最大连接数（控制并发量）

    • maxIdle：最大空闲连接数（避免空闲连接过多）

    • minIdle：最小空闲连接数（保证基础可用连接）

    • maxWaitMillis：获取连接超时时间（避免无限阻塞）

2.2.2 连接池工作原理

  1. 初始化阶段：
  • 启动时创建minIdle数量的空闲连接
  1. 获取连接：

  • 优先从空闲队列中获取连接

  • 若空闲队列为空，且当前连接数小于maxTotal，则新建连接

  • 若连接数已达maxTotal，则等待maxWaitMillis时间

  1. 归还连接：

  • 调用close()方法时，连接不会真正关闭，而是放回空闲队列

  • 空闲连接数超过maxIdle时，多余连接会被销毁

2.2.3 使用示例

@Slf4j
@SpringBootTest
public class JedisPool {private Jedis jedis;@BeforeEachpublic void setUp(){//建立连接jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();//设置密码jedis.auth("dhj20030916.");//选择库jedis.select(0);}@Testpublic void testString(){jedis.set("name","zhangsan");String value = jedis.get("name");log.info("value:"+value);}@Testpublic void testHash(){jedis.hset("user:1","name","lisi");jedis.hset("user:1","age","21");Map<String,String> map = jedis.hgetAll("user:1");log.info("map:"+ map.toString());}@AfterEachpublic void tearDown(){if(jedis != null){jedis.close();}}
}

运行结果：
结果1：
在这里插入图片描述
结果2：
在这里插入图片描述

2.2.5 优势对比

特性 直接连接 连接池方式
连接创建 每次新建 复用已有连接
并发支持 差 好（控制连接数）
资源利用率 低 高
性能 差（连接开销） 好（减少握手）
适用场景 单线程测试 高并发生产环境

3. Spring Data Redis：高层抽象与模板化操作

3.1 核心依赖与配置

3.1.1 Maven 依赖 

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

3.1.2 YAML 配置 

spring:redis:host: x.x.x.xport: 6379password: xxxxlettuce:pool:max-active: 10 #最大连接max-idle: 10   #最大空闲连接min-idle: 0    #最小空闲连接max-wait: 100  #连接等待时间

3.2 RedisTemplate 核心类解析

3.2.1 基础操作示例 

@SpringBootTest
@Slf4j
public class RedisTem {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testpublic void test(){//插入一条String类型的数据redisTemplate.opsForValue().set("nameTem","赵六");Object s = redisTemplate.opsForValue().get("nameTem");log.info("nameTem:"+ s);}
}

运行结果：
在这里插入图片描述

3.2.2 核心类结构

  • RedisTemplate：

    • 泛型参数：<K, V> 分别表示键和值的类型

    • 核心方法：

      • opsForValue()：获取字符串操作对象（对应 String 类型）

      • opsForHash()：获取 Hash 操作对象（对应 Hash 类型）

      • opsForList()：获取列表操作对象（对应 List 类型）

      • opsForSet()：获取集合操作对象（对应 Set 类型）

      • opsForZSet()：获取有序集合操作对象（对应 Sorted Set 类型）

  • RedisConnectionFactory：

    • 连接工厂接口，支持 Jedis/Lettuce 等多种实现

    • Spring 自动根据依赖加载对应的实现（如引入 jedis 依赖则使用 JedisConnectionFactory）

3.3 序列化机制详解

3.3.1 默认序列化问题

  • Spring Data Redis 默认使用JdkSerializationRedisSerializer：

    • 序列化后数据冗余（包含类名、版本号等信息）
    • 依赖类必须实现Serializable接口
    • 跨语言不兼容（如 Python 无法解析 JDK 序列化数据）

3.3.2 JSON 序列化配置

@Configuration
public class RedisConfig {@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {// 创建redisTemplate对象RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();//设置连接工厂redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);// 创建json序列化工具GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();//设置Key的序列化redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());//设置value的序列化redisTemplate.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);redisTemplate.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);return redisTemplate;}
}

3.3.3 序列化流程

  1. 存储数据：

  • 值对象（如 User 对象）通过 JSON 序列化工具转为 JSON 字符串

  • 键和 Hash 键通过 String 序列化转为字节数组

  1. 读取数据：

  • 从 Redis 获取字节数组后，键反序列化为 String

  • 值反序列化为对应的对象（通过 Jackson 的类型推断）

3.4 对象存储实战（序列化配置后）

3.4.1 User 实体类

@Data
public class User {private Integer id;private String name;private Integer age;
}

3.4.2 测试代码 

@SpringBootTest
@Slf4j
public class RedisTemSer {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testpublic void testString(){redisTemplate.opsForValue().set("nameTemSer","test");String value = (String)redisTemplate.opsForValue().get("nameTemSer");log.info("value"+ value);}@Testpublic void testHash(){redisTemplate.opsForHash().put("user:3","name","hash");redisTemplate.opsForHash().put("user:3","age","22");Map<String,Object> map = (Map<String,Object>)redisTemplate.opsForHash().entries("user:3");log.info("map"+ map);}@Testpublic void testObject(){User user = new User();user.setId(1);user.setName("object");user.setAge(20);redisTemplate.opsForValue().set("User",user);Object object = redisTemplate.opsForValue().get("User");log.info("object"+ object);}}

运行结果：
结果1：
在这里插入图片描述

结果2：
在这里插入图片描述

结果3：
在这里插入图片描述

3.4.3 关键细节

  • 类型转换：

    • opsForValue().set(key, value) 支持任意对象，内部自动序列化
    • opsForValue().get(key) 返回 Object 类型，需手动强转（依赖序列化配置）

  • Hash 操作：

    • opsForHash().put(key, field, value) 存储 Hash 字段，value 自动序列化
    • entries() 方法返回 Map<String, Object>，字段值已反序列化

4. StringRedisTemplate：专注字符串场景

4.1 基本概念

  • StringRedisTemplate 是 RedisTemplate<String, String> 的子类

  • 默认配置：

    • 键序列化：StringRedisSerializer（等同于RedisSerializer.string()）

    • 值序列化：StringRedisSerializer（直接存储字符串）

4.2 对象操作实战

4.2.1 测试代码

@Slf4j
@SpringBootTest
public class StringRedisTem {@Autowiredprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();@Testpublic void testObject() throws JsonProcessingException {User user = new User();user.setId(2);user.setName("StringRedisTem");user.setAge(20);// 手动序列化valueString json = mapper.writeValueAsString(user);stringRedisTemplate.opsForValue().set("UserRedis", json);// 获取数据String val = stringRedisTemplate.opsForValue().get("UserRedis");// 手动反序列化User userValue = mapper.readValue(val,User.class);log.info(userValue.toString());}}

运行结果：
在这里插入图片描述

4.2.2 核心步骤解析

  1. 序列化：

  • 使用 Jackson 的ObjectMapper将 User 对象转为 JSON 字符串

  • 解决StringRedisTemplate只能存储字符串的限制

  1. 存储与获取：

  • opsForValue().set(key, value) 直接存储字符串

  • opsForValue().get(key) 直接获取字符串

  1. 反序列化：

  • 将获取的 JSON 字符串转为 User 对象

  • 需要处理可能的JsonProcessingException异常

4.3 与 RedisTemplate 的对比

特性 RedisTemplate StringRedisTemplate
泛型参数 <K, V> 任意类型 <String, String>
序列化 支持自定义序列化 固定 String 序列化
对象操作 自动序列化 / 反序列化 需手动序列化 / 反序列化
键类型 任意类型（需序列化） 只能是 String 类型
适用场景 复杂数据类型（对象、Hash 等） 纯字符串场景（如缓存文本）

5. 连接方式深度对比与选型建议

5.1 技术维度对比

维度 Jedis 直接连接 Jedis 连接池 RedisTemplate StringRedisTemplate
连接管理 手动创建 连接池管理 框架管理 框架管理
序列化支持 无（需手动） 无 支持自定义 仅 String 序列化
Spring 集成 弱 弱 强（自动装配） 强（自动装配）
学习成本 低 中 中 低
并发性能 差 优 优 优

5.2 场景化选型建议

5.2.1 学习阶段

  • 推荐使用 Jedis 直接连接：

    • 代码简单，便于理解 Redis 基本操作

    • 适合单个命令测试（如 GET/SET/HSET 等）

5.2.2 小型项目（非 Spring）

  • 推荐 Jedis 连接池：

    • 避免频繁创建连接，提升性能

    • 手动管理连接，适合轻量级项目

5.2.3 Spring Boot 项目

  • 优先使用 RedisTemplate：

    • 与 Spring 生态无缝集成（依赖注入、配置管理）

    • 支持复杂数据类型和自定义序列化

    • 推荐配置 JSON 序列化，兼容对象存储

5.2.4 纯字符串场景

  • 使用 StringRedisTemplate：

    • 简化字符串操作（避免泛型转换）
    • 性能略优（减少序列化层开销）

5.3 生产环境最佳实践

  1. 连接池配置：

  • maxTotal设置为系统并发量的 1.5-2 倍

  • maxWaitMillis不超过 200ms（避免过长阻塞）

  • minIdle设置为 5-10（保证基础连接可用性）

  1. 序列化选择：

  • 统一使用 JSON 序列化（GenericJackson2JsonRedisSerializer）

  • 键使用 String 序列化（保证可读性和可维护性）

  1. 异常处理：

  • 添加try-catch-finally块，确保连接归还

  • 处理JedisConnectionException等网络异常

  1. 监控与调优：

  • 监控连接池的空闲连接数、活跃连接数

  • 使用 Redis 的INFO connection命令查看服务器连接状态

6. 常见问题与解决方案

6.1 连接失败问题

现象：

  • 抛出JedisConnectionException: ``java.net``.ConnectException: Connection refused

可能原因：

  1. Redis 服务器未启动

  2. IP 地址或端口错误（检查配置中的 host 和 port）

  3. 防火墙阻止连接（需开放 6379 端口）

  4. Redis 密码错误（auth 命令失败）
    解决方案：

  5. 确保 Redis 服务器正常运行（redis-cli ping检查连通性）

  6. 核对配置中的连接参数（IP、端口、密码）

  7. 检查服务器防火墙设置（如 Linux 的firewall-cmd）

6.2 数据乱码问题

现象：

  • Redis 存储的字符串在 Java 中获取时出现乱码

可能原因：

  1. 未正确设置字符编码（Jedis 默认使用 UTF-8）

  2. 序列化方式不匹配（如 RedisTemplate 使用 JDK 序列化，手动使用字符串读取）

解决方案：

  1. Jedis 中指定编码：
jedis.get("key", StandardCharsets.UTF\_8); // 显式指定编码
  1. RedisTemplate 统一使用 String 序列化：
template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());

6.3 对象反序列化失败

现象：

  • 从 Redis 获取对象时抛出ClassNotFoundException

可能原因：

  1. 使用 JDK 序列化时，类路径不一致（如部署环境类缺失）

  2. JSON 序列化时，对象缺少无参构造函数（Jackson 需要）

解决方案：

  1. 改用 JSON 序列化（避免类路径问题）
  2. 确保实体类包含无参构造函数（Lombok 的@Data默认生成）

7. 扩展知识：异步客户端 Lettuce

7.1 Lettuce 简介

  • 基于 Netty 的异步非阻塞客户端

  • 支持响应式编程（Reactor 模式）

  • 适合高并发、高吞吐量场景

7.2 核心差异

特性 Jedis Lettuce
IO 模型 同步阻塞 异步非阻塞
连接方式 每个线程一个连接 单个连接处理多个请求
线程安全 非线程安全 线程安全
适用场景 简单同步场景 异步 / 反应式场景

7.3 配置示例

spring:redis:host: 1.94.22.150port: 6379password: dhj20030916.lettuce:pool:max-active: 10 #最大连接max-idle: 10   #最大空闲连接min-idle: 0    #最小空闲连接max-wait: 100  #连接等待时间

8. 总结：从入门到实战的成长路径

8.1 学习阶段建议

  1. 基础操作：掌握 Jedis 直接连接，理解 Redis 基本命令（SET/GET/HSET 等）

  2. 性能优化：学习连接池原理，掌握 JedisPool 配置与使用

  3. 框架集成：深入 Spring Data Redis，学会配置 RedisTemplate 和序列化

  4. 实战提升：在项目中应用缓存、分布式锁等场景，处理实际问题

8.2 核心知识图谱

在这里插入图片描述

8.3 结语

通过本文的系统学习，读者应能熟练掌握 Java 操作 Redis 的主流方式，理解不同连接方式的适用场景和底层原理，并能够在实际项目中根据需求选择合适的技术方案。记住，实践是最好的老师，建议通过实际项目练习加深理解，遇到问题时结合官方文档和源码进行分析，逐步提升 Redis 开发与运维能力。

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