Redis实现高频访问信息缓存实践（Redis Hash 实现高频数据缓存）

众所周知，所有数据存放在内存，读写延迟低，能够满足毫秒级访问。那么Redis就满足了我们的这一需求。Redis 提供 String、Hash、List、Set、Sorted Set 等多种结构，本文则选择了其中的 Hash，其非常适合存储本项目中结构化的设备状态信息。

（项目简介：多台设备需要实现每30秒上报心跳数据，Redis存储每台设备的在线状态、最后心跳等信息，其结构大致如：Key: device:status Field: {device_id} Value: JSON 或 二进制序列化后的对象，包含在线状态、最后心跳时间等 example：HSET device:status device123 '{"online": true, "last_heartbeat": 24060118001}'）

一、嵌入式设备端实现 (Java)

嵌入式设备端（如网关或终端）也可以直接使用 Jedis 客户端定时向 Redis 缓存发送心跳和状态信息。以下示例演示如何在设备上使用定时任务定期上报：

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class EmbeddedDeviceHeartbeat {
    private static final String DEVICE_ID = "embedded-device-001";
    private static final DeviceStatusCache cache = new DeviceStatusCache("localhost", 6379);

    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
            try {
                cache.cacheStatus(DEVICE_ID, true);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, 0, 30, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

二、写入流程

Map<String, Object> info = new HashMap<>();
info.put("online", true);
info.put("last_heartbeat", System.currentTimeMillis() / 1000);
jedis.hset("device:status", deviceId, mapper.writeValueAsString(info));

这样单个写入显然不可取，于是给出批量写入

Pipeline pipeline = jedis.pipelined();
for (String id : batchIds) {
    Map<String, Object> info = new HashMap<>();
    info.put("online", true);
    info.put("last_heartbeat", System.currentTimeMillis() / 1000);
    pipeline.hset("device:status", id, mapper.writeValueAsString(info));
}
pipeline.sync();

三、读取流程

String json = jedis.hget("device:status", deviceId);
Map<String, Object> status = mapper.readValue(json, Map.class);

 批量读取：

List<String> jsonList = jedis.hmget("device:status", deviceIds.toArray(new String[0]));
for (int i = 0; i < deviceIds.size(); i++) {
    if (jsonList.get(i) != null) {
        statuses.put(deviceIds.get(i), mapper.readValue(jsonList.get(i), Map.class));
    }
}

四、过期策略

由于 Hash 不支持对单个 Field 设置 TTL，常见替代策略：

1.整 Key 设置过期：如每日清除。

cache.initExpireForHashKey(86400); // 24小时后过期

2.ZSet 辅助记录心跳时间：按时间戳排序，定期移除超时设备。

3.逻辑过期：在 Value 中嵌入过期时间，读取时判断是否过期。