淺談Spring boot cache使用和原理
緩存要解決的問題：一個程序的瓶頸在于數(shù)據(jù)庫，我們也知道內(nèi)存的速度是大大快于硬盤的速度的。當(dāng)我們需要重復(fù)地獲取相同的數(shù)據(jù)的時候，我們一次又一次的請求數(shù)據(jù)庫或者遠(yuǎn)程服務(wù)，導(dǎo)致大量的時間耗費在數(shù)據(jù)庫查詢或者遠(yuǎn)程方法調(diào)用上，導(dǎo)致程序性能的惡化，這便是數(shù)據(jù)緩存要解決的問題。
類似的緩存技術(shù)有：Redis、EhCache、Guava等，現(xiàn)在一般常用的為Redis。
Spring 3.1 引入了激動人心的基于注釋（annotation）的緩存（cache）技術(shù)，它本質(zhì)上不是一個具體的緩存實現(xiàn)方案（例如EHCache 或者 OSCache），而是一個對緩存使用的抽象，通過在既有代碼中添加少量它定義的各種 annotation，即能夠達(dá)到緩存方法的返回對象的效果。
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）來定義緩存的 key 和各種 condition，還提供開箱即用的緩存臨時存儲方案，也支持和主流的專業(yè)緩存例如 EHCache 集成。
其特點總結(jié)如下：
1. 通過少量的配置 annotation 注釋即可使得既有代碼支持緩存
2. 支持開箱即用 Out-Of-The-Box，即不用安裝和部署額外第三方組件即可使用緩存
3. 支持 Spring Express Language，能使用對象的任何屬性或者方法來定義緩存的 key 和 condition
4. 支持 AspectJ，并通過其實現(xiàn)任何方法的緩存支持
5. 支持自定義 key 和自定義緩存管理者，具有相當(dāng)?shù)撵`活性和擴展性
一、Spring boot cache原理
第一步、自動配置類；
自動啟動類：CacheAutoConfiguration
屬性配置：CacheProperties
主啟動類添加：@EnableCaching注解
cache POM添加：
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency>
第二步、從緩存的配置類 中獲取 多個cache
CacheConfigurationImportSelector.selectImports()方法獲取
static class CacheConfigurationImportSelector implements ImportSelector {
@Override
public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
CacheType[] types = CacheType.values();
String[] imports = new String[types.length];
for (int i = 0; i < types.length; i++) {
imports[i] = CacheConfigurations.getConfigurationClass(types[i]);
}
return imports;
}
}
獲取結(jié)果：SimpleCacheConfiguration 默認(rèn)cache
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GenericCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.EhCacheCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.HazelcastCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.InfinispanCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CouchbaseCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.RedisCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CaffeineCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GuavaCacheConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.cache.SimpleCacheConfiguration【默認(rèn)】 org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration
第三步：SimpleCacheConfiguration.cacheManager()
此方法中給容器中注冊了一個CacheManager組件：類型為ConcurrentMapCacheManager
@Bean
public ConcurrentMapCacheManager cacheManager() {
ConcurrentMapCacheManager cacheManager = new ConcurrentMapCacheManager();
List<String> cacheNames = this.cacheProperties.getCacheNames();
if (!cacheNames.isEmpty()) {
cacheManager.setCacheNames(cacheNames);
}
return this.customizerInvoker.customize(cacheManager);
}
第四步：查看獲取緩存方法getCache（）
ConcurrentMapCacheManager 類里，數(shù)據(jù)都存儲到為ConcurrentMap 中
public Cache getCache(String name) {
Cache cache = this.cacheMap.get(name); //cacheMap 為ConcurrentMap 類型，獲取一個cache組件
if (cache == null && this.dynamic) {
synchronized (this.cacheMap) {
cache = this.cacheMap.get(name); //cahceMap不為空獲取
if (cache == null) {
//可以獲取或者創(chuàng)建ConcurrentMapCache類型的緩存組件；他的作用將數(shù)據(jù)保存在ConcurrentMap中；
cache = createConcurrentMapCache(name);
this.cacheMap.put(name, cache); //ConcurrentMapCache.lookup();
}
}
}
return cache;
}
二、Cacheable運行流程：
@Cacheable： 1、方法運行之前，先去查詢Cache（緩存組件），按照cacheNames指定的名字獲?。?（CacheManager先獲取相應(yīng)的緩存），第一次獲取緩存如果沒有Cache組件會自動創(chuàng)建。 2、去Cache中查找緩存的內(nèi)容(ConcurrentMapCache.lookup()方法中去查找)，使用一個key，默認(rèn)就是方法的參數(shù)； key是按照某種策略生成的；默認(rèn)是使用keyGenerator生成的，默認(rèn)使用SimpleKeyGenerator生成key； SimpleKeyGenerator生成key的默認(rèn)策略； 如果沒有參數(shù)；key=new SimpleKey()； 如果有一個參數(shù)：key=參數(shù)的值 如果有多個參數(shù)：key=new SimpleKey(params)；
//這個方法 SimpleKeyGenerator.generateKey() 方法生成key
public static Object generateKey(Object... params) {
if (params.length == 0) {
return SimpleKey.EMPTY;
}
if (params.length == 1) { //如果只有一個參數(shù)，直接返回這個參數(shù)為key
Object param = params[0];
if (param != null && !param.getClass().isArray()) {
return param;
}
}
return new SimpleKey(params);
}
3、沒有查到緩存就調(diào)用目標(biāo)方法； 4、將目標(biāo)方法返回的結(jié)果，放進(jìn)緩存中ConcurrentMapCache.put();
@Cacheable標(biāo)注的方法執(zhí)行之前先來檢查緩存中有沒有這個數(shù)據(jù)，默認(rèn)按照參數(shù)的值作為key去查詢緩存， 如果沒有就運行方法并將結(jié)果放入緩存；以后再來調(diào)用就可以直接使用緩存中的數(shù)據(jù)；
核心： 1）、使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】組件 2）、key使用keyGenerator生成的，默認(rèn)是SimpleKeyGenerator
詳細(xì)執(zhí)行流程：ConcurrentMapCache.lookup()上斷點查看，執(zhí)行過程
//第一步CacheAspectSupport 中execute（）
private Object execute(final CacheOperationInvoker invoker, Method method, CacheOperationContexts contexts)
//第二步 CacheAspectSupport
private Cache.ValueWrapper findCachedItem(Collection<CacheOperationContext> contexts) {
Object result = CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT;
for (CacheOperationContext context : contexts) {
if (isConditionPassing(context, result)) {
Object key = generateKey(context, result); //獲取key
Cache.ValueWrapper cached = findInCaches(context, key);
if (cached != null) {
return cached;
}
else {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("No cache entry for key '" + key + "' in cache(s) " + context.getCacheNames());
}
}
}
}
return null;
}
//第三步：CacheAspectSupport.findInCaches()
//第四步：AbstractCacheInvoker.doGet()
//第五步：AbstractValueAdaptingCache.get();
@Override
public ValueWrapper get(Object key) {
Object value = lookup(key);
return toValueWrapper(value);
}
// 第六步：ConcurrentMapCache.lookup(); 從ConcurrentMap 中根據(jù)key獲取值
@Override
protected Object lookup(Object key) {
return this.store.get(key);
}
三、Cacheable 注解的幾個屬性：
1、cacheNames/value：指定緩存組件的名字;將方法的返回結(jié)果放在哪個緩存中，是數(shù)組的方式，可以指定 多個緩存；
2、key：緩存數(shù)據(jù)使用的key；可以用它來指定。默認(rèn)是使用方法參數(shù)的值 1-方法的返回值
編寫SpEL； #i d;參數(shù)id的值 #a0 #p0 #root.args[0]
getEmp[2]
3、keyGenerator：key的生成器；可以自己指定key的生成器的組件id
key/keyGenerator：二選一使用;
4、cacheManager：指定緩存管理器；或者cacheResolver指定獲取解析器
5、condition：指定符合條件的情況下才緩存；
,condition = "#id>0"
condition = "#a0>1"：第一個參數(shù)的值》1的時候才進(jìn)行緩存
6、unless:否定緩存；當(dāng)unless指定的條件為true，方法的返回值就不會被緩存；可以獲取到結(jié)果進(jìn)行判斷
unless = "#result == null"
unless = "#a0==2":如果第一個參數(shù)的值是2，結(jié)果不緩存；
7、sync：是否使用異步模式；異步模式的情況下unless不支持
四、Cache使用：
1.Cacheable的使用
@Cacheable(value = {"emp"}/*,keyGenerator = "myKeyGenerator",condition = "#a0>1",unless = "#a0==2"*/)
public Employee getEmp(Integer id){
System.out.println("查詢"+id+"號員工");
Employee emp = employeeMapper.getEmpById(id);
return emp;
}
2.自定義keyGenerator：
@Bean("myKeyGenerator")
public KeyGenerator keyGenerator(){
return new KeyGenerator(){
@Override
public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
return method.getName()+"["+ Arrays.asList(params).toString()+"]";
}
};
}
3.CachePut的使用：更新緩存
/**
* @CachePut：既調(diào)用方法，又更新緩存數(shù)據(jù)；同步更新緩存
* 修改了數(shù)據(jù)庫的某個數(shù)據(jù)，同時更新緩存；
* 運行時機：
* 1、先調(diào)用目標(biāo)方法
* 2、將目標(biāo)方法的結(jié)果緩存起來
*
* 測試步驟：
* 1、查詢1號員工；查到的結(jié)果會放在緩存中；
* key：1 value：lastName：張三
* 2、以后查詢還是之前的結(jié)果
* 3、更新1號員工；【lastName:zhangsan；gender:0】
* 將方法的返回值也放進(jìn)緩存了；
* key：傳入的employee對象 值：返回的employee對象；
* 4、查詢1號員工？
* 應(yīng)該是更新后的員工；
* key = "#employee.id":使用傳入的參數(shù)的員工id；
* key = "#result.id"：使用返回后的id
* @Cacheable的key是不能用#result
* 為什么是沒更新前的？【1號員工沒有在緩存中更新】
*
*/
@CachePut(value = "emp",key = "#result.id")
public Employee updateEmp(Employee employee){
System.out.println("updateEmp:"+employee);
employeeMapper.updateEmp(employee);
return employee;
}
4.CacheEvict 緩存清除
/**
* @CacheEvict：緩存清除
* key：指定要清除的數(shù)據(jù)
* allEntries = true：指定清除這個緩存中所有的數(shù)據(jù)
* beforeInvocation = false：緩存的清除是否在方法之前執(zhí)行
* 默認(rèn)代表緩存清除操作是在方法執(zhí)行之后執(zhí)行;如果出現(xiàn)異常緩存就不會清除
*
* beforeInvocation = true：
* 代表清除緩存操作是在方法運行之前執(zhí)行，無論方法是否出現(xiàn)異常，緩存都清除
*
*
*/
@CacheEvict(value="emp",beforeInvocation = true，key = "#id")
public void deleteEmp(Integer id){
System.out.println("deleteEmp:"+id);
//employeeMapper.deleteEmpById(id);
int i = 10/0;
}
5.Caching 復(fù)雜配置
// @Caching 定義復(fù)雜的緩存規(guī)則
@Caching(
cacheable = {
@Cacheable(/*value="emp",*/key = "#lastName")
},
put = {
@CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.id"),
@CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.email")
}
)
public Employee getEmpByLastName(String lastName){
return employeeMapper.getEmpByLastName(lastName);
}
6.CacheConfig緩存清除
@CacheConfig(cacheNames="emp",cacheManager = "employeeCacheManager") //抽取緩存的公共配置
@Service
public class EmployeeService {
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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