【Spring】之 Spring Cache

it2023-02-12  54

一、Spring Cache 简介


之前我们操作 Redis 缓存的时候使用的是 Spring Boot 提供的 RedisTemplate 或者 StringRedisTemplate。这种操作需要的编码比较多一点,所以,Spring 从 3.1 开始就定义了 org.springframework.cache.Cache 和 org.springframework.cache.CacheManager 接口来统一不同的缓存技术,并支持使用 JCahce(JSR-107) 注解简化我们的开发。

Cache 接口定义了缓存组件的规范,包含了缓存的各种操作集合;Spring 的 Cache 接口为我们提供了各种 xxxCache 的实现,比如:RedisCache、EhCacheCache、ConcurrentMapCache 等等。

每次调用需要缓存功能的方法时,Spring 会检查指定参数的指定目标方法是否已经被调用过;如果有被调用过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把结果放到缓存中再返回给用户,下次调用时直接从缓存中获取。

Spring Cache 官方文档:https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/spring-framework-reference/integration.html#cache

二、Spring Cache 实战


1、项目整合 Spring Cache

1)、引入依赖

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

2)、添加配置

# 操作的缓存类型为 redis spring.cache.type=redis # spring.cache.cache-names=qq,毫秒为单位 spring.cache.redis.time-to-live=3600000 # 如果指定了前缀就用我们指定的前缀,如果没有就默认使用缓存的名字作为前缀 spring.cache.redis.key-prefix=CACHE_ spring.cache.redis.use-key-prefix=true # 是否缓存空值,防止缓存穿透 spring.cache.redis.cache-null-values=true

3)、开启缓存功能

@EnableCaching @SpringBootApplication public class MyApplication { .... }

2、使用 Spring Cache

Spring Cache 主要使用注解的方式来完成缓存的操作,主要的注解如下:

@Cacheable: Triggers cache population.(触发将数据保存到缓存的操作)@CacheEvict: Triggers cache eviction.(触发将数据从缓存中删除的操作)@CachePut: Updates the cache without interfering with the method execution. (不影响方法执行地更新缓存数据)@Caching: Regroups multiple cache operations to be applied on a method. (对上面的操作进行组合在一起操作)@CacheConfig: Shares some common cache-related settings at class-level.(在类级别共享缓存的相同配置)

1)、@Cacheable 注解

@Cacheable(value = {"category"}, key = "#root.method.name") public CategoryEntity getCategory() { // get CategoryEntity }

使用 @Cacheable 注解修饰的方法代表当前方法的结果需要缓存,如果缓存中有,方法都不用调用,如果缓存中没有,会调用方法,最后将方法的结果放入缓存。

value 属性表示缓存的分区,每一个需要缓存的数据我们都应该指定要放到哪个名字的缓存分区(缓存的分区按照业务类型区分)。这里我们指定方法返回的数据存放到 “category” 分区中。

key 属性表示缓存中存放数据的 key 的命名规则,key 的默认生成规则为:缓存的名字::SimpleKey::[] (自主生成的 key 值),这里我们使用自定义规则命名,key 属性值只支持 SpEL 表达式,"#root.method.name" 表示使用方法名作为缓存数据的 key 值。同时,如果我们在配置文件中配置了 key 值的前缀,那么将会结合前缀一起拼接成最终的缓存 key 值。

缓存的 value 值,默认使用 jdk 序列化机制,将序列化的数据存到 redis 中,并且设置过期时间 ttl 为 -1(永不过期)。想要修改过期时间可以在配置文件中设置过期时间,就如前面添加的配置。

2)、自定义缓存配置

前面使用 @Cacheable 注解时提过,缓存的 value 值为 jdk 序列化后的值,如果我们想把 value 值改为 JSON 格式的数据的话就需要进行自定义缓存配置。

自定义缓存配置很简单,就是创建我们的 Cache 配置类:

@EnableConfigurationProperties(CacheProperties.class) @Configuration @EnableCaching public class MyCacheConfig { // 引入 CacheProperties 参数使配置文件的配置生效 @Bean public RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration(CacheProperties cacheProperties) { // 创建 Redis 缓存配置 RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig(); // 配置缓存 key 为 String 类型,value 为 JSon 类型 config = config.serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new StringRedisSerializer())); config = config.serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer())); // 将配置文件中所有的配置都生效 CacheProperties.Redis redisProperties = cacheProperties.getRedis(); if (redisProperties.getTimeToLive() != null) { config = config.entryTtl(redisProperties.getTimeToLive()); } if (redisProperties.getKeyPrefix() != null) { config = config.prefixKeysWith(redisProperties.getKeyPrefix()); } if (!redisProperties.isCacheNullValues()) { config = config.disableCachingNullValues(); } if (!redisProperties.isUseKeyPrefix()) { config = config.disableKeyPrefix(); } return config; } }

说明如下:

1、由于我们添加 Cache 的配置类,所以把 @EnableCaching 注解移到配置类中;2、一旦我们添加了自己的自定义配置类,原先在配置文件中的配置将会失效,因为源码中会读取配置文件中的配置信息;3、所以为了可以加载配置文件中的配置,我们按照源码的配置方式进行配置:首先添加 @EnableConfigurationProperties(CacheProperties.class) 注解开启配置文件读取功能,并引入 CacheProperties 对象,由于这个类对象已经交给了 Spring 容器管理,所以我们不需要使用 @Autowired 进行注入,直接作为参数引入即可。

3)、@CacheEvict 注解

@CacheEvict(value = "category", key = "#root.method.name") public void updateCascade(CategoryEntity category) { // ...... }

@CacheEvict 注解对应我们说的失效模式,这个注解会中我们的缓存中删除对应的数据:

value 指定要删除数据所在的缓存分区;key 指定要删除缓存数据的 key,其使用规则和 @Cacheable 一致

如果要删除多个 key,可以使用 @Caching 注解进行组合:

@Caching(evict = { @CacheEvict(value = "category",key = "'category1'"), @CacheEvict(value = "category",key = "'category2'") })

注意:在 SpEL 表达式中,普通字符串需要以单引号括起来。

当然除了使用 @Caching 注解之外还可以使用 allEntries 属性来批量删除:

// 删除某个分区下的所有数据 @CacheEvict(value = "category", allEntries = true)

4)、@CachePut 注解

@CachePut 注解就是对应我们说的双写模式,使用 @CachePut 注解修饰的方法如果修改了数据库的数据,则会把返回值结果放到缓存中,所以 @CachePut 注解修饰的方法一定要有返回值。

3、Spring Cache 的不足之处

Spring Cache 的原理:

CacheManager(RedisCacheManager) -> Cache(RedisCache) -> Cache 负责缓存的读写

在读模式下:

解决缓存穿透问题可以通过设置主不存在的数据值为 null 数据,对应在配置文件中开启即可:

# 是否缓存空值,防止缓存穿透 spring.cache.redis.cache-null-values=true

对于缓存雪崩问题,还是使用加随机值和加过期时间来解决。

而对于缓存击穿问题,由于 Spring Cache 默认是无锁的,所以无法通过加锁来解决,但 @Cacheable 提供了另一个参数,syn 同步参数:

@Cacheable(value = {"category"}, key = "#root.method.name", sync = true)

设置 syn 参数为 true 之后,Spring Cache 就会以同步方式进行数据操作,相当于加了一把锁。

在写模式下

我们需要解决缓存与数据库一致性问题:

加读写锁引入 Cannal 组件,Cannal 会感知到 MySQL 的更新,然后去更新 Redis读多写多的数据直接去数据库查询就可以了

总结

常规数据(读多写少,即时性,一致性要求不高的数据,完全可以使用Spring-Cache)写模式下只要缓存的数据有过期时间就足够了特殊数据使用特殊设计
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