Spring Cache 概念

從Spring 3.1版本開(kāi)始，提供了一種透明的方式來(lái)為現(xiàn)有的Spring 應(yīng)用添加cache，使用起來(lái)就像@Transaction一樣。在應(yīng)用層面與后端存儲(chǔ)之間，提供了一層抽象，這層抽象目的在于封裝各種可插拔的后端存儲(chǔ)( Ehcache Guava Redis)，最小化因?yàn)榫彺娼o現(xiàn)有業(yè)務(wù)代碼帶來(lái)的侵入。

Spring 的緩存技術(shù)還具備相當(dāng)?shù)撵`活性。不僅能夠使用 SpEL（Spring Expression Language）來(lái)定義緩存的 key 和各種 condition，還提供開(kāi)箱即用的緩存暫時(shí)存儲(chǔ)方案，也支持和主流的專(zhuān)業(yè)緩存比如 EHCache 集成。

其特點(diǎn)總結(jié)例如以下：

• 通過(guò)少量的配置 annotation 凝視就可以使得既有代碼支持緩存
• 支持開(kāi)箱即用 Out-Of-The-Box，即不用安裝和部署額外第三方組件就可以使用緩存
• 支持 Spring Express Language，能使用對(duì)象的不論什么屬性或者方法來(lái)定義緩存的 key 和 condition
• 支持 AspectJ，并通過(guò)事實(shí)上現(xiàn)不論什么方法的緩存支持
• 支持自己定義 key 和自己定義緩存管理者，具有相當(dāng)?shù)撵`活性和擴(kuò)展性

設(shè)計(jì)理念

正如Spring框架的其它服務(wù)一樣，Spring cache 首先是提供了一層抽象，核心抽象主要體現(xiàn)在兩個(gè)接口上
org.springframework.cache.Cache

org.springframework.cache.CacheManager

Cache代表緩存本身

CacheManager代表對(duì)緩存的處理和管理等。抽象的意義在于屏蔽實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的差異和提供擴(kuò)展性，這一層Cache的抽象解耦了緩存的使用和緩存的后端存儲(chǔ)，這樣后續(xù)可以方便的更換后端存儲(chǔ)。

使用Spring Cache分三步：

• 聲明緩存
• 開(kāi)啟Spring的cache功能
• 配置后端的存儲(chǔ)

聲明緩存

@Cacheable("books")
public Book findBook(ISBN isbn) {...}

用法很簡(jiǎn)單，在方法上添加@cacheable等注解，表示緩存該方法的結(jié)果。

當(dāng)方法有被調(diào)用時(shí)，先檢查cache中有沒(méi)有針對(duì)該方法相同參數(shù)的調(diào)用發(fā)生過(guò)，如果有，從cache中查詢(xún)并返回結(jié)果。如果沒(méi)有，則執(zhí)行具體的方法邏輯，并把結(jié)果緩存到cache中。當(dāng)然這一系列邏輯對(duì)于調(diào)用者來(lái)說(shuō)都是透明的。其它的緩存操作的注解包含如下（詳細(xì)說(shuō)明可參見(jiàn)官方文檔）：

• @Cacheable triggers cache population
• @CacheEvict triggers cache eviction
• @CachePut updates the cache without interfering with the method execution
• @Caching regroups multiple cache operations to be applied on a method
• @CacheConfig shares some common cache-related settings at class-level

開(kāi)啟Spring Cache的支持

<cache:annotation-driven />

或者使用注解@EnableCaching的方式

配置緩存后端存儲(chǔ)

Spring Cache提供了幾種內(nèi)置的后端存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)：下面都是CacheManager的具體實(shí)現(xiàn)。

此外，Spring Data提供了兩個(gè)緩存管理器：

• RedisCacheManager（來(lái)自于Spring Data Redis項(xiàng)目）
• GmfireCacheManager（來(lái)自于Spring Data GemFire項(xiàng)目

假如使用memcached或者redis等分布式緩存的話(huà)，可以自己實(shí)現(xiàn)Cache和CacheManager，然后在Context里聲明即可。如果需要使用到多種不同的緩存實(shí)現(xiàn)，可以用組合模式把各種不同的CacheManager封裝在一起。

緩存的key是如何生成

我們都知道緩存的存儲(chǔ)方式一般是key value的方式，那么在Spring cache里，key是如何被設(shè)置的呢，在這里要引入KeyGenerator，它負(fù)責(zé)key的生成策略，默認(rèn)的使用SimpleKeyGenerator

能看出來(lái)，其中就是有序參數(shù)數(shù)組的hash值。當(dāng)然用戶(hù)可以自定義key生成策略。

Spring Cache的實(shí)現(xiàn)

上面是Spring cache的大致使用方式，來(lái)看是Spring是如何實(shí)現(xiàn)的。

在學(xué)習(xí)Spring源碼的時(shí)候，有兩點(diǎn)可以記?。?br />

• 大多數(shù)高級(jí)功能的實(shí)現(xiàn)都依賴(lài)Spring AOP
• 大多數(shù)功能的組裝時(shí)機(jī)都依賴(lài)Sprin bean生命周期中的幾個(gè)回調(diào)接口

記住了這些就比較容易理解Spring中的一些組件的實(shí)現(xiàn)及運(yùn)行時(shí)機(jī)制

Spring cache也不例外，它是典型的Spring AOP實(shí)現(xiàn)，在Spring里，aop可以簡(jiǎn)單的理解為代理(AspectJ除外)，我們聲明了@Cacheable的方法的類(lèi)，都會(huì)被代理，在代理中，實(shí)現(xiàn)緩存的查詢(xún)與設(shè)置操作。

Cache 基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)建

上一篇(Spring AOP 模塊概述)談到過(guò)，Spring AOP的創(chuàng)建過(guò)程，本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)了一個(gè)BeanPostProcessor，在創(chuàng)建bean的過(guò)程中創(chuàng)建proxy，并且為proxy綁定所有適用于該bean的advisor，最終暴露給容器。

Spring中AOP主幾個(gè)關(guān)鍵的概念 advisor  advice pointcut

advice = 切面攔截中插入的行為

pointcut = 切面的切入點(diǎn)

advisor = advice + pointcut

Spring cache也同樣與其它aop有類(lèi)似的過(guò)程

創(chuàng)建 cache proxy

• 由InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator負(fù)責(zé)的，它實(shí)現(xiàn)BeanPostProcessor所以可以在bean實(shí)例化返回給容器前有機(jī)會(huì)創(chuàng)建代理，它又繼承了AbstractAdvisorAutoProxyCreator，所以又具備了給代理類(lèi)綁定advisor的能力。
• pointcut的職責(zé)是由CacheOperationSourcePointcut完成的，它主要是通過(guò)方法上的cache相關(guān)的注解來(lái)判斷匹配是否需要切入

Cache的攔截行

Spring cache中生成cache代理對(duì)象使用的是CacheProxyFactoryBean工廠(chǎng)類(lèi)。一般來(lái)說(shuō)，在Spring中標(biāo)準(zhǔn)代理的創(chuàng)建都是基于ProxyFactoryBean，在這里，為了更方便的處理cache邏輯，Spring引入了CacheProxyFactoryBean來(lái)專(zhuān)門(mén)表示cache相關(guān)的代理，cache proxy能wrapper單例目標(biāo)對(duì)象，并且代理目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)的所有接口。

可以看到，在CacheProxyFactoryBean中，有個(gè)重要的屬性是CacheInterceptor，這個(gè)類(lèi)是一個(gè)MethodInterceptor的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，這個(gè)類(lèi)的職責(zé)是在目標(biāo)對(duì)象目標(biāo)方法上執(zhí)行具體緩存操作，這也就是上面提到的advice的職責(zé)。

繼續(xù)往下跟，return 的execute方法是父類(lèi)CacheAspectSupport中的方法

在這個(gè)方法里，我們最終找到的操作緩存的最終邏輯

• 判斷緩存條件
• 獲取key
• 獲取cache
• 最終調(diào)用cache.get(key, Callable)方法，第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)回調(diào)，用于處理沒(méi)有命中緩存的情況：
  if cached, return; otherwise create, cache and return

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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