Spring Boot 2.X整合Spring Cache缓存技术

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计算机领域有人说过一句名言：“计算机科学领域的任何问题都可以通过增加一个中间层来解决”，本文使用Spring-cache给网站添加一层缓存，让网站速度飞起来。

一、Spring Cache介绍

Spring 3.1引入了基于注解的缓存（cache）技术，它本质上是一个对缓存使用的抽象，通过在既有代码中添加少量它定义的各种注解，就能够达到缓存方法的效果。

Spring Cache接口为缓存的组件规范定义，包含缓存的各种操作集合，并提供了各种xxxCache的实现，如RedisCache，EhCacheCache,ConcurrentMapCache等；

项目整合Spring Cache后每次调用需要缓存功能的方法时，Spring会检查检查指定参数的指定的目标方法是否已经被调用过，如果有就直接从缓存中获取结果，没有就调用方法并把结果放到缓存。

二、缓存注解介绍

对于缓存声明，Spring的缓存提供了一组java注解：

  • @CacheConfig：设置类级别上共享的一些常见缓存设置。
  • @Cacheable：触发缓存写入。
  • @CacheEvict：触发缓存清除。
  • @Caching：将多种缓存操作分组
  • @CachePut：更新缓存(不会影响到方法的运行)。

1、@CacheConfig

该注解是可以将缓存分类，它是类级别的注解方式。可以这么使用它。这样的话，UserServiceImpl的所有缓存注解例如@Cacheable的value值就都为user。

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@CacheConfig(cacheNames = "user")
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {}

2、@Cacheable

一般用于查询操作，根据key查询缓存。

  • 如果key不存在，查询db，并将结果更新到缓存中。
  • 如果key存在，直接查询缓存中的数据。
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//查询数据库后 数据添加到缓存
@Override
@Cacheable(cacheNames = "cacheManager", key = "'USER:'+#id", unless = "#result == null")
public User getUser(Integer id) {
    return repository.getUser(id);
}

3、@CachePut

@CachePut标注的方法在执行前不会去检查缓存中是否存在，而是每次都会执行该方法，并将执行结果以键值对的形式存入指定的缓存中。

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//修改数据后更新缓存
@Override
@CachePut(cacheNames = "cacheManager", key = "'USER:'+#updateUser.id", unless = "#result == null")
public User updateUser(User updateUser) {
    return repository.save(updateUser);
}

4、@CacheEvict

根据key删除缓存中的数据。allEntries=true表示删除缓存中的所有数据。

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//清除一条缓存，key为要清空的数据
@Override
@CacheEvict(cacheNames = "cacheManager", key = "'USER:'+#id")
public void deleteUser(Integer id) {
    repository.deleteById(id);
}

5、@Caching

能够为一个提供多个缓存配置，用于定制复杂的缓存规则。

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@Caching(
       cacheable = {
           @Cacheable(value = "emp",key = "#lastName")
       },
       put = {
           @CachePut(value = "emp",key = "#result.id"),
           @CachePut(value = "emp",key = "#result.email"),
       }
)

三、Spring Boot+Cache示例

1、pom.xml引入jar包

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<!-- 引入缓存 starter -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<!-- 引入 redis -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2、启动类添加@EnableCaching注解

@EnableCaching注解是spring framework中的注解驱动的缓存管理功能，当你在配置类(@Configuration)上使用@EnableCaching注解时，会触发一个post processor，这会扫描每一个spring bean，查看是否已经存在注解对应的缓存。如果找到了，就会自动创建一个代理拦截方法调用，使用缓存的bean执行处理。

启动类部分代码如下：

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@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }
}

3、配置数据库和redis连接

application.properties部分配置如下：

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#配置数据源信息
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://192.168.1.1:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=1234
#配置jpa
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true
spring.jackson.serialization.indent_output=true
# Redis服务器地址
spring.redis.host=192.168.1.1
# database
spring.redis.database = 1
# Redis服务器连接端口 使用默认端口6379可以省略配置
spring.redis.port=6379
# Redis服务器连接密码（默认为空）
spring.redis.password=1234
# 连接池最大连接数（如果配置<=0，则没有限制 ）
spring.redis.jedis.pool.max-active=8

4、配置CacheManager

WebConfig.java部分配置如下：

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@Bean
public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
    //缓存配置对象
    RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig();
 
    redisCacheConfiguration = redisCacheConfiguration.entryTtl(Duration.ofMinutes(30L)) //设置缓存的默认超时时间：30分钟
            .disableCachingNullValues()             //如果是空值，不缓存
            .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(keySerializer()))         //设置key序列化器
            .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer((valueSerializer())));  //设置value序列化器
 
    return RedisCacheManager
            .builder(RedisCacheWriter.nonLockingRedisCacheWriter(redisConnectionFactory))
            .cacheDefaults(redisCacheConfiguration).build();
}

5、使用缓存注解

UserServiceImpl.java中使用缓存注解示例如下：

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//查询数据库后 数据添加到缓存
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@Cacheable(cacheNames = "cacheManager", key = "'USER:'+#id", unless = "#result == null")
public User getUser(Integer id) {
    return repository.getUser(id);
}
 
//清除一条缓存，key为要清空的数据
@Override
@CacheEvict(cacheNames = "cacheManager", key = "'USER:'+#id")
public void deleteUser(Integer id) {
    repository.deleteById(id);
}
 
 
//修改数据后更新缓存
@Override
@CachePut(cacheNames = "cacheManager", key = "'USER:'+#updateUser.id", unless = "#result == null")
public User updateUser(User updateUser) {
    return repository.save(updateUser);
}

6、查看缓存效果

启动服务后，访问两次http://localhost:8090/getUser/2接口，从打印日志可以看到，第一次请求打印了sql说明查询了数据库，耗时960，而第二次直接查询的缓存耗时66，增加缓存后速度提升非常明显。

Spring Boot 2.X整合Spring Cache缓存技术插图
Spring Boot 2.X整合Spring Cache缓存技术插图2

四、注意事项

Spring cache是基于Spring Aop来动态代理机制来对方法的调用进行切面，这里关键点是对象的引用问题，如果对象的方法是内部调用（即 this 引用）而不是外部引用，则会导致 proxy 失效，那么切面就失效，也就是说上面定义的各种注释包括 @Cacheable、@CachePut 和 @CacheEvict 都会失效。

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