springboot缓存如何使用

Miigua • 2021年11月10日 13:16 • Spring Cloud • 612 阅读 • 2 评论

一、 JSR107

Java Caching定义了5个核心接口

CachingProvider

定义了创建、配置、获取、管理和控制多个CacheManager。一个应用可
以在运行期访问多个CachingProvider。

CacheManager

定义了创建、配置、获取、管理和控制多个唯一命名的Cache，这些Cache
存在于CacheManager的上下文中。一个CacheManager仅被一个CachingProvider所拥有。

Cache

一个类似Map的数据结构并临时存储以Key为索引的值。一个Cache仅被一个
CacheManager所拥有。

Entry

一个存储在Cache中的key-value对。

Expiry

每一个存储在Cache中的条目有一个定义的有效期。一旦超过这个时间，条目为过期的状态。一旦过期，条目将不可访问、更新和删除。缓存有效期可以通过ExpiryPolicy设置。

二、 Spring缓存抽象

Spring从3.1开始定义了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JCache（JSR-107）注解简化我们开发；

Cache接口有以下功能：

为缓存的组件规范定义，包含缓存的各种操作集合；

Spring提供了各种xxxCache的实现；如RedisCache，EhCacheCache ,ConcurrentMapCache等；

三、重要缓存注解及概念

Cache	缓存接口，定义缓存操作。实现有：RedisCache、EhCacheCache、ConcurrentMapCache等
CacheManager	缓存管理器，管理各种缓存（Cache）组件
@Cacheable	根据方法的请求参数对其结果进行缓存
@CacheEvict	清空缓存
@CachePut	更新缓存
@EnableCaching	开启基于注解的缓存
keyGenerator	缓存数据时key生成策略
serialize	缓存数据时value序列化策略

1 . @Cacheable/@CachePut/@CacheEvict 主要的参数

value

缓存名称，字符串/字符数组形式；

如@Cacheable(value=”mycache”) 或者@Cacheable(value={”cache1”,”cache2”}

key

缓存的key,需要按照SpEL表达式编写，如果不指定则按照方法所有参数进行组合；

如@Cacheable(value=”testcache”,key=”#userName”)

keyGenerator

key的生成器；可以自己指定key的生成器的组件id

注意：key/keyGenerator：二选一使用;

condition

缓存条件，使用SpEL编写，在调用方法之前之后都能判断；

如@Cacheable(value=”testcache”,condition=”#userName.length()>2”)

unless（@CachePut、@Cacheable）

用于否决缓存的条件，只在方法执行之后判断；

如@Cacheable(value=”testcache”,unless=”#result ==null”)

beforeInvocation（@CacheEvict）

是否在执行前清空缓存，默认为false，false情况下方法执行异常则不会清空；

如@CachEvict(value=”testcache”，beforeInvocation=true)

allEntries（@CacheEvict）

是否清空所有缓存内容，默认为false；

如@CachEvict(value=”testcache”,allEntries=true)

2 . 缓存可用的SpEL表达式

root

表示根对象，不可省略

被调用方法名 methodName

如 #root.methodName

被调用方法 method

如 #root.method.name

目标对象 target

如 #root.target

被调用的目标对象类 targetClass

如 #root.targetClass

被调用的方法的参数列表 args

如 #root.args[0]

方法调用使用的缓存列表 caches

如 #root.caches[0].name

参数名

方法参数的名字. 可以直接 #参数名，也可以使用 #p0或#a0 的形式，0代表参数的索引；

如 #iban 、 #a0 、 #p0

返回值

方法执行后的返回值（仅当方法执行之后的判断有效，如‘unless’ ， @CachePut、@CacheEvict’的表达式beforeInvocation=false ）

如 #result

四、缓存使用

1. 基本使用步骤

引入spring-boot-starter-cache模块

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

@EnableCaching开启缓存

在主配置类上标注

使用缓存注解

如@Cacheable、@CachePut

切换为其他缓存

2. 搭建实验环境

导入数据库文件创建出department和employee表

-- ----------------------------
-- Table structure for department
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `department`;
CREATE TABLE `department` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `departmentName` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

-- ----------------------------
-- Table structure for employee
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `employee`;
CREATE TABLE `employee` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `lastName` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `email` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `gender` int(2) DEFAULT NULL,
  `d_id` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

创建javaBean封装数据

整合MyBatis操作数据库

配置数据源信息

spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/springboot?serverTimezone=GMT
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

# 开启驼峰命名法(否则部分字段封装不了)
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true
#打印sql
logging.level.cn.edu.ustc.springboot.mapper=debug

debug=true

使用注解版的MyBatis；

@MapperScan指定需要扫描的mapper接口所在的包

主配置类开启@EnableCaching

3. 快速体验缓存

@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict的使用

@Service
public class EmployeeService {
    @Autowired
    private EmployeeMapper employeeMapper;

    @Cacheable(value={"emp"},
            key = "#id+#root.methodName+#root.caches[0].name",
            condition = "#a0>1",
            unless = "#p0==2"
    )
    public Employee getEmpById(Integer id) {
        System.out.println("查询员工："+id);
        return employeeMapper.getEmpById(id);
    }

    @CachePut(value = {"emp"},key = "#employee.id" )
    public Employee updateEmp(Employee employee) {
        System.out.println("更新员工"+employee);
        employeeMapper.updateEmp(employee);
        return employee;
    }

    @CacheEvict(value = {"emp"},allEntries = true,beforeInvocation = true)
    public Integer delEmp(Integer id){
        int i=1/0;
        System.out.println("删除员工："+id);
        employeeMapper.delEmp(id);
        return id;
    }
}

自定义KeyGenerator

使用时在注解属性内指定KeyGenerator=“myKeyGenerator”

@Configuration
public class MyCacheConfig {
    @Bean("myKeyGenerator")
    public KeyGenerator myKeyGenerator() {
        return new KeyGenerator(){
            @Override
            public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
                return method.getName()+"["+ Arrays.asList(params).toString()+target+"]";
            }
        };
    }
}

@CacheConfig

标注在类上，用于抽取@Cacheable的公共属性

由于一个类中可能会使用多次@Cacheable等注解，所以各项属性可以抽取到@CacheConfig

@Caching

组合使用@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict

@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);
  }

4. 工作原理

缓存的自动配置类CacheAutoConfiguration向容器中导入了CacheConfigurationImportSelector，此类的selectImports()方法添加了许多配置类，其中SimpleCacheConfiguration默认生效

GenericCacheConfiguration
JCacheCacheConfiguration
EhCacheCacheConfiguration
HazelcastCacheConfiguration
InfinispanCacheConfiguration
CouchbaseCacheConfiguration
RedisCacheConfiguration
CaffeineCacheConfiguration
GuavaCacheConfiguration
SimpleCacheConfiguration【默认】
NoOpCacheConfiguration

@Import({ CacheConfigurationImportSelector.class, CacheManagerEntityManagerFactoryDependsOnPostProcessor.class })
public class CacheAutoConfiguration {
    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++) {
                //将即将导入的各配置类存入字符数组内
				imports[i] = CacheConfigurations.getConfigurationClass(types[i]);
			}
			return imports;
		}

	}   
}

SimpleCacheConfiguration向容器中导入了ConcurrentMapCacheManager

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@ConditionalOnMissingBean(CacheManager.class)
@Conditional(CacheCondition.class)
class SimpleCacheConfiguration {
    //向容器中导入ConcurrentMapCacheManager
	@Bean
	ConcurrentMapCacheManager cacheManager(CacheProperties cacheProperties,
			CacheManagerCustomizers cacheManagerCustomizers) {
		ConcurrentMapCacheManager cacheManager = new ConcurrentMapCacheManager();
		List<String> cacheNames = cacheProperties.getCacheNames();
		if (!cacheNames.isEmpty()) {
			cacheManager.setCacheNames(cacheNames);
		}
		return cacheManagerCustomizers.customize(cacheManager);
	}
}

ConcurrentMapCacheManager使用ConcurrentMap以k-v的方式存储缓存缓存，下面以@Cacheable的运行流程为例说明ConcurrentMapCacheManager的作用。

==@Cacheable的运行流程==

方法运行之前，先去查询Cache（缓存组件），按照cacheNames指定的名字获取；
（CacheManager先获取相应的缓存），第一次获取缓存如果没有Cache组件会自动创建,并以cacheNames-cache对放入ConcurrentMap。

去Cache中查找缓存的内容，使用一个key，默认就是方法的参数；
key是按照某种策略生成的；默认是使用keyGenerator生成的，默认使用SimpleKeyGenerator生成key；

SimpleKeyGenerator生成key的默认策略；

如果没有参数；key=new SimpleKey()；
如果有一个参数：key=参数的值
如果有多个参数：key=new SimpleKey(params)；

没有查到缓存就调用目标方法；

将目标方法返回的结果，放进缓存中

@Cacheable标注的方法执行之前先来检查缓存中有没有这个数据，默认按照参数的值作为key去查询缓存，
如果没有就运行方法并将结果放入缓存；以后再来调用就可以直接使用缓存中的数据；

核心：
1）、使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】组件
2）、key使用keyGenerator生成的，默认是SimpleKeyGenerator

源码分析

默认使用ConcurrentMapCacheManager管理缓存，该类使用ConcurrentMap保存缓存，获取缓存如果没有Cache组件会自动创建,并以cacheNames-cache对放入ConcurrentMap。

public class ConcurrentMapCacheManager implements CacheManager, BeanClassLoaderAware {

	private final ConcurrentMap<String, Cache> cacheMap = new ConcurrentHashMap<>();

	private boolean dynamic = true;
    
   //获取缓存
	public Cache getCache(String name) {
		Cache cache = this.cacheMap.get(name);
        //如果没有缓存会自动创建
		if (cache == null && this.dynamic) {
			synchronized (this.cacheMap) {
				cache = this.cacheMap.get(name);
				if (cache == null) {
					cache = createConcurrentMapCache(name);
					this.cacheMap.put(name, cache);
				}
			}
		}
		return cache;
	}
}

在@Cacheable标注方法执行前执行CacheAspectSupport的execute()方法，在该方法中会以一定的规则生成key，并尝试在缓存中通过该key获取值，若通过key获取到值则直接返回，不用执行@Cacheable标注方法，否则执行该方法获得返回值。

public abstract class CacheAspectSupport extends AbstractCacheInvoker
		implements BeanFactoryAware, InitializingBean, SmartInitializingSingleton {
    //在执行@Cacheable标注的方法前执行此方法
    @Nullable
	private Object execute(final CacheOperationInvoker invoker, Method method, CacheOperationContexts contexts) {
		if (contexts.isSynchronized()) {
			CacheOperationContext context = contexts.get(CacheableOperation.class).iterator().next();
			if (isConditionPassing(context, CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT)) {
				Object key = generateKey(context, CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT);
				Cache cache = context.getCaches().iterator().next();
				try {
					return wrapCacheValue(method, cache.get(key, () -> unwrapReturnValue(invokeOperation(invoker))));
				}
				catch (Cache.ValueRetrievalException ex) {
					throw (CacheOperationInvoker.ThrowableWrapper) ex.getCause();
				}
			}
			else {
				return invokeOperation(invoker);
			}
		}
        
		processCacheEvicts(contexts.get(CacheEvictOperation.class), true,
				CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT);

        // 见findCachedItem方法
        //此方法通过一定规则生成的key找cache，若没找到则返回null
		Cache.ValueWrapper cacheHit = findCachedItem(contexts.get(CacheableOperation.class));

		List<CachePutRequest> cachePutRequests = new LinkedList<>();
		if (cacheHit == null) {
			collectPutRequests(contexts.get(CacheableOperation.class),
					CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT, cachePutRequests);
		}

		Object cacheValue;
		Object returnValue;

		if (cacheHit != null && !hasCachePut(contexts)) {
			// 如果通过该key找到缓存，且无@cacheput,则直接返回cacheValue
			cacheValue = cacheHit.get();
			returnValue = wrapCacheValue(method, cacheValue);
		}
		else {
			// 若通过该key未找到缓存，则执行@cacheable标注方法
			returnValue = invokeOperation(invoker);
			cacheValue = unwrapReturnValue(returnValue);
		}

		// Collect any explicit @CachePuts
		collectPutRequests(contexts.get(CachePutOperation.class), cacheValue, cachePutRequests);

		// Process any collected put requests, either from @CachePut or a @Cacheable miss
		for (CachePutRequest cachePutRequest : cachePutRequests) {
			cachePutRequest.apply(cacheValue);
		}

		// Process any late evictions
		processCacheEvicts(contexts.get(CacheEvictOperation.class), false, cacheValue);

		return returnValue;
	}
    
    @Nullable
	private Cache.ValueWrapper findCachedItem(Collection<CacheOperationContext> contexts) {
		Object result = CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT;
		for (CacheOperationContext context : contexts) {
			if (isConditionPassing(context, result)) {
                //通过一定规则生成key值(生成规则见generateKey方法)
				Object key = generateKey(context, result);
                //通过生成的key寻找缓存
				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;
	}
    
    //key的生成策略
    @Nullable
    protected Object generateKey(@Nullable Object result) {
        //如果@Cacheable设置了属性key，则根据设置值生成key
        if (StringUtils.hasText(this.metadata.operation.getKey())) {
            EvaluationContext evaluationContext = createEvaluationContext(result);
            return evaluator.key(this.metadata.operation.getKey(), this.metadata.methodKey, evaluationContext);
        }
        //否则使用keyGenerator生成key，默认keyGenerator为SimpleKeyGenerator
        return this.metadata.keyGenerator.generate(this.target, this.metadata.method, this.args);
    }

默认情况下使用SimpleKeyGenerator生成key

public class SimpleKeyGenerator implements KeyGenerator {
    //SimpleKeyGenerator的生成规则
    public static Object generateKey(Object... params) {
        //若无参，则返回空key
		if (params.length == 0) {
			return SimpleKey.EMPTY;
		}
		if (params.length == 1) {
			Object param = params[0];
			if (param != null && !param.getClass().isArray()) {
                //1个参数，则直接返回该参数
				return param;
			}
		}
          //多个参数返回数组
		return new SimpleKey(params);
	}
}

默认的缓存类ConcurrentMapCache，使用ConcurrentMap存储k-v

public class ConcurrentMapCache extends AbstractValueAdaptingCache {

	private final String name;

    //存储key-cacheValue
	private final ConcurrentMap<Object, Object> store;
    
    //通过key查找cacheValue
	protected Object lookup(Object key) {
		return this.store.get(key);
	}
    
    //方法调用完后将结果存入缓存中
    public void put(Object key, @Nullable Object value) {
		this.store.put(key, toStoreValue(value));
	}
}

原文链接

版权声明：
作者：Miigua
链接：https://www.miigua.com/article/334.html
来源：米瓜的博客
文章版权归作者所有，未经允许请勿转载。

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Mariounela

They’re inspirational quotes. https://strekatilo294.com We see this in literature all the time. It reminds us to take precautionary measures, so we don’t end up with bad results. The part in Star Wars where Yoda says, There is do, or do not. Picture of Benjamin Franklin and a caption that says "Aphorist Extraordinaire" Interestingly enough, this saying was initially intended as a compliment. But these days. Aphoristic statements also appear in everyday life, such as daily speeches made by politicians and leaders. Let’s get started. If you do, you agree with George Herbert’s famous aphorism from his book, Outlandish Proverbs. It originally read, Count not they chickens that unhatched be… Luke’s having a tough time, and he’s discouraged. We’ve all probably had to learn that the hard way. It’s easier to do it yourself rather than try to explain it to someone else. ’Ah, all things come to those who wait,’ For example.

2022-06-30 18:34 回复
Frenchmxjf

Self-Imрrovement and succеss go hаnd in hand. Tаking the stерs tо make уourself а bеttеr and mоre wеll-rounded individual will provе to be a wise dеcision.

2022-03-23 18:44 回复

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springboot缓存如何使用

一、 JSR107

二、 Spring缓存抽象

三、重要缓存注解及概念

1 . @Cacheable/@CachePut/@CacheEvict 主要的参数

2 . 缓存可用的SpEL表达式

四、缓存使用

1. 基本使用步骤

2. 搭建实验环境

3. 快速体验缓存

4. 工作原理

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