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如何擴(kuò)展Spring Cache實(shí)現(xiàn)支持多級(jí)緩存

 更新時(shí)間:2020年11月19日 11:29:22   投稿:yaominghui  
這篇文章主要介紹了如何擴(kuò)展Spring Cache實(shí)現(xiàn)支持多級(jí)緩存,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),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,需要的朋友可以參考下

為什么多級(jí)緩存

緩存的引入是現(xiàn)在大部分系統(tǒng)所必須考慮的

redis 作為常用中間件,雖然我們一般業(yè)務(wù)系統(tǒng)(畢竟業(yè)務(wù)量有限)不會(huì)遇到如下圖 在隨著 data-size 的增大和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的造成性能下降,但網(wǎng)絡(luò) IO 消耗會(huì)成為整個(gè)調(diào)用鏈路中不可忽視的部分。尤其在 微服務(wù)架構(gòu)中,一次調(diào)用往往會(huì)涉及多次調(diào)用 例如pig oauth2.0 的 client 認(rèn)證

Caffeine 來(lái)自未來(lái)的本地內(nèi)存緩存,性能比如常見(jiàn)的內(nèi)存緩存實(shí)現(xiàn)性能高出不少詳細(xì)對(duì)比。

綜合所述:我們需要構(gòu)建 L1 Caffeine JVM 級(jí)別緩存 , L2 Redis 緩存。

設(shè)計(jì)難點(diǎn)

目前大部分應(yīng)用緩存都是基于 Spring Cache 實(shí)現(xiàn),基于注解(annotation)的緩存(cache)技術(shù),存在的問(wèn)題如下:

  • Spring Cache 僅支持 單一的緩存來(lái)源,即:只能選擇 Redis 實(shí)現(xiàn)或者 Caffeine 實(shí)現(xiàn),并不能同時(shí)使用。
  • 數(shù)據(jù)一致性:各層緩存之間的數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題,如應(yīng)用層緩存和分布式緩存之前的數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。
  • 緩存過(guò)期:Spring Cache 不支持主動(dòng)的過(guò)期策略

業(yè)務(wù)流程

如何使用

引入依賴

<dependency>
  <groupId>com.pig4cloud.plugin</groupId>
  <artifactId>multilevel-cache-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>0.0.1</version>
</dependency>

開(kāi)啟緩存支持

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

目標(biāo)接口聲明 Spring Cache 注解

@Cacheable(value = "get",key = "#key")
@GetMapping("/get")
public String get(String key){
  return "success";
}

性能比較

為保證性能 redis 在 127.0.0.1 環(huán)路安裝

  • OS: macOS Mojave
  • CPU: 2.3 GHz Intel Core i5
  • RAM: 8 GB 2133 MHz LPDDR3
  • JVM: corretto_11.jdk

Benchmark Mode Cnt Score Units
多級(jí)實(shí)現(xiàn) thrpt 2 2716.074 ops/s
默認(rèn) redis thrpt 2 1373.476 ops/s

代碼原理

自定義 CacheManager 多級(jí)緩存實(shí)現(xiàn)

public class RedisCaffeineCacheManager implements CacheManager {

	@Override
	public Cache getCache(String name) {
		Cache cache = cacheMap.get(name);
		if (cache != null) {
			return cache;
		}
		cache = new RedisCaffeineCache(name, stringKeyRedisTemplate, caffeineCache(), cacheConfigProperties);
		Cache oldCache = cacheMap.putIfAbsent(name, cache);
		log.debug("create cache instance, the cache name is : {}", name);
		return oldCache == null ? cache : oldCache;
	}
}

多級(jí)讀取、過(guò)期策略實(shí)現(xiàn)

public class RedisCaffeineCache extends AbstractValueAdaptingCache {
	protected Object lookup(Object key) {
		Object cacheKey = getKey(key);

  // 1. 先調(diào)用 caffeine 查詢是否存在指定的值
		Object value = caffeineCache.getIfPresent(key);
		if (value != null) {
			log.debug("get cache from caffeine, the key is : {}", cacheKey);
			return value;
		}

  // 2. 調(diào)用 redis 查詢?cè)谥付ǖ闹?
		value = stringKeyRedisTemplate.opsForValue().get(cacheKey);

		if (value != null) {
			log.debug("get cache from redis and put in caffeine, the key is : {}", cacheKey);
			caffeineCache.put(key, value);
		}
		return value;
	}
}

過(guò)期策略,所有更新操作都基于 redis pub/sub 消息機(jī)制更新

public class RedisCaffeineCache extends AbstractValueAdaptingCache {
	@Override
	public void put(Object key, Object value) {
		push(new CacheMessage(this.name, key));
	}

	@Override
	public ValueWrapper putIfAbsent(Object key, Object value) {
				push(new CacheMessage(this.name, key));
	}

	@Override
	public void evict(Object key) {
		push(new CacheMessage(this.name, key));
	}

	@Override
	public void clear() {
		push(new CacheMessage(this.name, null));
	}

	private void push(CacheMessage message) {
		stringKeyRedisTemplate.convertAndSend(topic, message);
	}
}

MessageListener 刪除指定 Caffeine 的指定值

public class CacheMessageListener implements MessageListener {

	private final RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate;

	private final RedisCaffeineCacheManager redisCaffeineCacheManager;

	@Override
	public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
		CacheMessage cacheMessage = (CacheMessage) redisTemplate.getValueSerializer().deserialize(message.getBody());
				cacheMessage.getCacheName(), cacheMessage.getKey());
		redisCaffeineCacheManager.clearLocal(cacheMessage.getCacheName(), cacheMessage.getKey());
	}
}

https://github.com/pig-mesh/multilevel-cache-spring-boot-starter

https://gitee.com/log4j/pig

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)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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