Spring Cache基本使用

Spring 从 3.1 版本开始定义缓存抽象来统一不同的缓存技术；在应用层面与后端存储之间，提供了一层抽象，这层抽象目的在于封装各种可插拔的后端存储( ehcache, redis, guava)，最小化因为缓存给现有业务代码带来的侵入。

一、Spring Cache简介

Spring Cache 是 Spring 框架提供的一个缓存抽象，实现了基于注解的缓存功能，它能够轻松地集成到 Spring 应用程序中，为方法调用的结果提供缓存支持，从而提高应用程序的性能和响应速度。

Spring Cache 提供了一种声明式的缓存机制，可以在方法上使用注解来指定需要进行缓存的方法，而无需编写繁琐的缓存代码。

Spring Cache 基本介绍：

  • 声明式缓存支持：Spring Cache 提供了一种声明式的缓存机制，通过在方法上使用注解来声明需要进行缓存的方法。比如：@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict等注解。
  • 灵活的缓存策略：Spring Cache 提供了多种灵活的缓存策略，可以根据具体需求选择合适的缓存方案。比如：基于内存缓存、基于 Redis、Ehcache 等第三方缓存框架的集成。
  • 支持缓存管理器：Spring Cache 支持多种缓存管理器，可以根据需要选择适合的缓存管理器。比如：ConcurrentMapCacheManager、EhCacheCacheManager、RedisCacheManager 等。
  • 适用于各种应用场景：Spring Cache 适用于各种应用场景，可以用于缓存方法的返回值、类级别的缓存、缓存的条件判断等。

Spring Cache核心抽象主要体现在两个接口上：

  • org.springframework.cache.cache接口：cache代表缓存组件规范定义（缓存本身），包含缓存的各种操作集合。比如：增加、删除、读取等。
  • org.springframework.cache.cachemanager接口：CacheManager 是 Spring 各种缓存的抽象接口。抽象的意义在于屏蔽实现细节的差异和提供扩展性，这一层cache的抽象解耦了缓存的使用和缓存的后端存储，这样后续可以方便的更换后端存储。

Spring提供了 Cache接口下各种 XxxCache实现。比如：RedisCache, EhCacheCache, ConcurrentMapCache, JCacheCache等。

Spring支持的常用 CacheManager 如下：

Spring Cache 默认使用 ConcurrentMapCacheManager 作为缓存管理器。

在这里插入图片描述
通过使用 Spring Cache，可以轻松地为应用程序中的方法调用提供缓存支持，从而提高应用程序的性能和响应速度，减少对数据库或其他资源的频繁访问。

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方法调用后的结果。
  • 如果没有就调用方法并缓 存结果后返回给用户。下次调用直接从缓存中获取。

二、Spring Cache使用

Spring Cache依赖如下：

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

在spring boot项目中，无需添加 Spring Cache 的依赖,因为 Spring Boot 已经自动集成了 Spring Cache。

1、接入Redis使用Spring Cache

添加 Redis依赖：

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

项目配置文件（application.yml）中添加 Redis配置信息：

spring:## Redis 配置信息redis:host: 127.0.0.1port: 6379password: xxxxxxdatabase: 1

1.1 Redis配置类

Redis默认使用 JdkSerializationRedisSerializer序列化器。

  • RedisTemplate 中，k和v默认的序列化方案是 JdkSerializationRedisSerializer 。
  • RedisTemplate<String, Object> 中，k和v默认的序列化方案是 JdkSerializationRedisSerializer 。
  • StringRedisTemplate 中，k和v默认的序列化方案是 StringRedisSerializer 。默认情况下，前面不会有前缀。
@Configuration
public class RedisConfiguration {@Primary@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());redisTemplate.setValueSerializer(RedisSerializer.java());redisTemplate.setHashValueSerializer(RedisSerializer.java());redisTemplate.setConnectionFactory(factory);// 调用 afterPropertiesSet()方法执行初始化操作redisTemplate.afterPropertiesSet();return redisTemplate;}
}

1.2 Spring Cache配置类

@EnableCaching注解：开启缓存功能，一般放在启动类或者配置类上。

CacheManager可以不用注入，Spring框架会自动注入的。如果我们手动注入，会使用我们自己注入的（适合自定义相关配置信息）。

下面使用 RedisCacheManager作为缓存缓存管理。

@EnableCaching
@Configuration
public class CacheConfiguration {@Beanpublic CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {RedisCacheManager cacheManager = RedisCacheManager.create(connectionFactory);return cacheManager;}
}

2、核心注解使用

Spring Cache提供了下面几个核心注解完成缓存功能的实现。

  • @EnableCaching：开启缓存功能
  • @Cacheable：定义缓存，用于触发缓存
  • @CachePut：定义更新缓存，触发缓存更新
  • @CacheEvict：定义清除缓存，触发缓存清除
  • @Caching：组合定义多种缓存功能
  • @CacheConfig：定义公共设置，位于class之上

2.1 @Cacheable注解

@Cacheable注解：定义缓存数据或者获取缓存数据操作。
@Cacheable 注解可以应用于类或方法上。当应用于类上时，表示该类的所有方法的返回值都可以被缓存；当应用于方法上时，表示特定方法的返回值可以被缓存。

该注解标注的方法每次被调用前都会触发缓存校验，校验指定参数的缓存是否已存在（已发生过相同参数的调用），若存在，直接返回缓存结果，否则执行方法内容，最后将方法执行结果保存到缓存中。

2.1.1 主要属性

主要属性如下：

  • value：必填，指定缓存数据存放在哪块命名空间（缓存名）。用于指定要操作的缓存名称或缓存管理器的名称。可以是一个字符串，也可以是一个字符串数组，用于指定多个缓存名称。
  • cacheNames：与 value 差不多，二选一即可。
  • key：可选，指定缓存条目的键，用于唯一标识缓存中的条目。SpEL 表达式可以用于动态地生成键值。如果不指定 key，Spring Cache 将会使用默认的键生成策略来生成键值。
  • condition：条件符合则缓存。指定一个 SpEL 表达式，用于判断是否执行缓存操作。只有当表达式的值为 true 时，才会执行缓存操作。默认为空，表示始终执行缓存操作。
  • unless：条件符合则不缓存。指定一个 SpEL 表达式，用于判断是否不执行缓存操作。只有当表达式的值为 false 时，才会执行缓存操作。默认为空，表示始终执行缓存操作。
  • keyGenerator：指定一个自定义的键生成器，用于生成缓存条目的键值。默认为空，表示使用默认的键生成策略。key/keyGenerator二选一使用。
  • cacheManager：指定一个自定义的缓存管理器，用于指定缓存的实现。默认为空，表示使用默认的缓存管理器。
  • cacheResolver：指定一个自定义的缓存解析器，用于解析缓存的实现。默认为空，表示使用默认的缓存解析器。
  • sync：指定是否启用同步模式。如果设置为 true，那么缓存操作将在调用方法的同一线程中执行，否则将在后台线程中异步执行。默认为 false。
2.1.2 使用
    @Cacheable(value = "userCache_", key = "#id", unless = "#result==null")@Overridepublic UserDTO getById(Long id) {if (id == null || id <= 0L) {return null;}UserDO userDO = userMapper.selectById(id);return do2DTO(userDO);}

unless参数里的 #result为方法的返回值。所以，判断方法返回值为 null 时，则不缓存。

在这里插入图片描述

2.2 @CachePut注解

@CachePut注解：更新缓存数据操作。
@CachePut与 @Cacheable 不同，@CachePut 不会检查缓存中是否已经存在相同键的条目，而是直接将方法的返回值更新到缓存中。

该注解用于更新缓存，无论结果是否已经缓存，都会在方法执行结束插入缓存，相当于更新缓存。一般用于更新方法之上。

2.2.1 主要属性

主要属性如下：

  • value：必填，指定缓存数据存放在哪块命名空间（缓存名）。用于指定要操作的缓存名称或缓存管理器的名称。可以是一个字符串，也可以是一个字符串数组，用于指定多个缓存名称。
  • cacheNames：与 value 差不多，二选一即可。
  • key：可选，指定缓存条目的键，用于唯一标识缓存中的条目。SpEL 表达式可以用于动态地生成键值。如果不指定 key，Spring Cache 将会使用默认的键生成策略来生成键值。
  • condition：条件符合则缓存。指定一个 SpEL 表达式，用于判断是否执行缓存操作。只有当表达式的值为 true 时，才会执行缓存操作。默认为空，表示始终执行缓存操作。
  • unless：条件符合则不缓存。指定一个 SpEL 表达式，用于判断是否不执行缓存操作。只有当表达式的值为 false 时，才会执行缓存操作。默认为空，表示始终执行缓存操作。
  • keyGenerator：指定一个自定义的键生成器，用于生成缓存条目的键值。默认为空，表示使用默认的键生成策略。key/keyGenerator二选一使用
  • cacheManager：指定一个自定义的缓存管理器，用于指定缓存的实现。默认为空，表示使用默认的缓存管理器。
  • cacheResolver：指定一个自定义的缓存解析器，用于解析缓存的实现。默认为空，表示使用默认的缓存解析器。
2.2.2 使用
    @CachePut(cacheNames = "userCache_", key = "#updateRequest.userId", unless = "#result == null")@Overridepublic UserDTO update2(UserUpdateRequest updateRequest) {Long id = updateRequest.getUserId();if (id == null || id <= 0) {return null;}// 修改用户信息UserDO updateDO = new UserDO();BeanUtils.copyProperties(updateRequest, updateDO);updateDO.setUpdateTime(LocalDateTime.now());userMapper.updateById(updateDO);// 演示效果UserDO userDO = userMapper.selectById(id);return do2DTO(userDO);}

注意：这里设置的 key一定要和执行缓存保存的方法设置 key一致，否则无法准确更新。

使用方法参数作为 key的示例：

   @Cacheable(value="users", key="#id")public User find(Integer id) {return null;}@Cacheable(value="users", key="#p0")public User find(Integer id) {return null;}// 推荐使用@Cacheable(value="users", key="#user.id")public User find(User user) {return null;}@Cacheable(value="users", key="#p0.id")public User find(User user) {return null;}

除了上述使用方法参数作为 key之外，Spring还为我们提供了一个 root对象可以用来生成 key。通过该 root对象我们可以获取到以下信息。

在这里插入图片描述

2.3 @CacheEvict注解

@CacheEvict注解：删除缓存数据操作。

2.3.1 主要属性

主要属性如下：

  • value：必填，指定缓存数据存放在哪块命名空间（缓存名）。用于指定要操作的缓存名称或缓存管理器的名称。可以是一个字符串，也可以是一个字符串数组，用于指定多个缓存名称。
  • cacheNames：与 value 差不多，二选一即可。
  • key：可选，指定缓存条目的键，用于唯一标识缓存中的条目。SpEL 表达式可以用于动态地生成键值。如果不指定 key，Spring Cache 将会使用默认的键生成策略来生成键值。
  • condition：条件符合则缓存。指定一个 SpEL 表达式，用于判断是否执行缓存操作。只有当表达式的值为 true 时，才会执行缓存操作。默认为空，表示始终执行缓存操作。
  • eyGenerator：指定一个自定义的键生成器，用于生成缓存条目的键值。默认为空，表示使用默认的键生成策略。key/keyGenerator二选一使用。
  • cacheManager：指定一个自定义的缓存管理器，用于指定缓存的实现。默认为空，表示使用默认的缓存管理器。
  • cacheResolver：指定一个自定义的缓存解析器，用于解析缓存的实现。默认为空，表示使用默认的缓存解析器。
  • allEntries：是否清空所有缓存，默认为 false。如果指定为 true，则方法调用后将立即清空所有的缓存。
  • beforeInvocation：是否在方法执行前就清空，默认为 false。如果指定为 true，则在方法执行前就会清空缓存。
2.3.2 使用
    @CacheEvict(value = "userCache_", key = "#id", condition = "#result.success == true")//@CacheEvict(value = "userCache_", allEntries = true)@Overridepublic BaseOperateResult deleteById(Long id) {BaseOperateResult operateResult = new BaseOperateResult();if (id == null || id <= 0L) {operateResult.setSuccess(false);operateResult.setErrorCode(DemoErrorCodeEnum.ID_IS_NOT_NULL.errorCode());return operateResult;}UserDTO oldDTO = getById(id);if (oldDTO == null) {operateResult.setSuccess(Boolean.FALSE);operateResult.setErrorCode(DemoErrorCodeEnum.RECORD_NOT_FOUND.errorCode());return operateResult;}// 不允许删除管理员账号if ("admin".equals(oldDTO.getUsername())) {operateResult.setSuccess(Boolean.FALSE);operateResult.setErrorCode(DemoErrorCodeEnum.NOT_DELETE_ADMIN_USER.errorCode());return operateResult;}// 用户逻辑删除UserDO updateDO = new UserDO();updateDO.setUserId(id);updateDO.setDelFlag(CommonConstants.DELETE_FLAG_DELETED);userMapper.updateById(updateDO);operateResult.setId(id);operateResult.setSuccess(true);return operateResult;}

注意：

  • 这里设置的 key一定要和执行缓存保存的方法设置 key一致，否则无法准确删除。
  • condition参数里的 #result为方法的返回值。所以，判断方法返回值的 success = true 时，则执行删除缓存操作。
  • 如果配置了 allEntries属性，则会删除 value为命名空间下的所有缓存条目的键，此时配不配 key属性都不会影响 allEntries属性操作。

3、全局配置Cache参数信息(了解)

参考文章：spring-boot+redis实现缓存功能：https://www.jianshu.com/p/be2c09cd27d8

项目配置文件（application.yml）中可以添加 cache配置信息。

注意：

  • 如果使用 Spring框架自动注入 CacheManager的方式，下面配置会生效。
  • 如果使用我们手动注入的自定义了 CacheManager方式，下面配置不会生效，而是使用我们自定义的相关配置。
spring:## Redis 配置信息redis:host: 127.0.0.1port: 6379password: xxxxxxdatabase: 1## Spring cache配置信息cache:# 缓存的类型，redistype: redisredis:# 缓存数据key是否使用前缀，默认是trueuse-key-prefix: true#缓存数据key的前缀，在上面的配置为true时有效，key-prefix: 'demo:'# redis中缓存超时的时间，默认60000mstime-to-live: 120000

参考文章：

  • SpEL表达式详解：https://blog.csdn.net/weixin_43888891/article/details/127520555

– 求知若饥，虚心若愚。

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