对spring的@Cacheable缓存理解

绝地灬酷狼 2023-10-04 21:55 46阅读 0赞

## 1 什么是缓存 ##

#### **第一个问题，首先要搞明白什么是缓存，缓存的意义是什么。** ####

对于普通业务，如果要查询一个数据，一般直接select数据库进行查找。但是在高流量的情况下，直接查找数据库就会成为性能的瓶颈。因为数据库查找的流程是先要从磁盘拿到数据，再刷新到内存，再返回数据。磁盘相比于内存来说，速度是很慢的，为了提升性能，就出现了基于内存的缓存。

这种基于内存的缓存，由于无法跟磁盘频繁进行存储，所以无法保证数据的完整性，随时有可能丢失，所以架构一般使用数据库加缓存的方式，数据库用来持久化数据，缓存用来处理大流量。

## 2 本地缓存和集中式缓存 ##

缓存按照存储方式可以分为这本地缓存和集中式缓存。

本地缓存顾名思义就是存储在本地上，例如静态变量就可以说是一种本地缓存，存储在了JVM中，或者说自己本地搭建的项目用的redis也算是本地缓存，因为缓存和应用都在一台机器上。

本地缓存效率很高，直接读取内存，没有网络延迟，但是可用性很低，因为出现单点故障的话，数据库和系统都会宕机。

对于大型项目来说，都会有集中式缓存，例如redis集群。缓存和应用服务器是分离的，服务器需要通过网络请求从缓存获取数据，一般应用服务器也会采取集群的方式，这样可以保证高可用，数据不易丢失，而且也能保证各个服务器的缓存数据一致。

对于分布式应用来说，本地缓存还会出现缓存不一致的问题，因为每个服务器的本地缓存都是独立的。

## 3 本地缓存的优点 ##

刚才说了这么多本地缓存的缺点，那为什么还要用呢？

因为如果都放在集中式缓存中，网络延迟会成为性能的瓶颈。因为不在本地内存，读取的时间需要加上网络通信的时间。所以在对性能要求更大或者缓存内容不需要持久化、不需要一致性的情况下，本地缓存更适合。

所以一般的大型项目都采用本地缓存和集中式缓存混合使用的方式。

## 4 Spring对于缓存的支持 ##

终于说到正题，本地缓存可以通过spring更简单的管理和使用。

springboot和springmvc都支持缓存，其中CacheManager是Spring提供的缓存接口。

### 4.1 spring支持的CacheManager ###

<table style=""> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">CacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">描述</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">SimpleCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">使用简单的 Collection 来存储缓存，主要用于测试</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">ConcurrentMapCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">使用 ConcurrentMap 来存储缓存</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">NoOpCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">仅测试用途，不会实际缓存数据</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">EhCacheCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">使用 EhCache 作为缓存技术</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">GuavaCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">使用 Google Guava 的 GuavaCache 作为缓存技术</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">HazelcastCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">使用 Hazelcast 作为缓存技术</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">JCacheCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">支持 JCache(JSR-107) 标准的实现作为缓存技术，如 ApacheCommonsJCS</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">RedisCacheManager</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">使用 Redis 作为缓存技术</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

看着非常多，实际上正常用的只有ConcurrentMapCacheManager，EhCacheCacheManager，**GuavaCacheManager**（一般使用redis，我们需要更灵活的对redis键值进行操作，所以不用RedisCacheManager），我们重点去讲一下这个GuavaCacheManager。

### 4.2 GuavaCache ###

Guava是谷歌开源的Java库，其中的代表就有这个缓存。

GuavaCache的原理大概是LRU+ConcurrentHashMap，加载在JVM的本地缓存

### 4.3 引入依赖 ###

<dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>com.google.guava</groupId>
 <artifactId>guava</artifactId>
 <version>18.0</version>
 </dependency>
 //有可能需要这个
 <dependency>
 <groupId>org.springframework</groupId>
 <artifactId>spring-context-support</artifactId>
 <version>4.2.5.RELEASE</version>
 </dependency>

### 4.4 创建配置类 ###

@EnableCaching
    @Configuration
    public class GuavaCacheConfig {
    
        @Bean
        public CacheManager cacheManager() {
            GuavaCacheManager cacheManager = new GuavaCacheManager();
            cacheManager.setCacheBuilder(
                    CacheBuilder.newBuilder().
                            expireAfterWrite(3, TimeUnit.MINUTES));
            return cacheManager;
        }
    }

@EnableCaching用来开启注解功能，这里设置的失效时间是3分钟。

Guava Cache 除了代码中提到的设置缓存过期时间的策略外，还有其他的策略。下面是 Guava Cache 设置缓存过期时间的策略：

*  expireAfterAccess: 当缓存项在指定的时间段内没有被读或写就会被回收。

*  expireAfterWrite：当缓存项在指定的时间段内没有更新就会被回收,如果我们认为缓存数据在一段时间后数据不再可用，那么可以使用该种策略。

*  refreshAfterWrite：当缓存项上一次更新操作之后的多久会被刷新。

### 4.5 缓存注解 ###

标题终于出现了

<table style=""> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">注解</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">解释</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">@Cacheable</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">在方法执行前 Spring 先查看缓存中是否有数据，若有，则直接返回缓存数据；若无数据，调用方法将方法返回值放入缓存中</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">@CachePut</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">无论怎样，都会将方法的返回值放到缓存中。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">@CacheEvict</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">将一条或多条数据从缓存中删除</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">@Caching</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">可以通过 @Caching 注解组合多个注解策略在一个方法上</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

我这里就主要解释下@Cacheable的用法，因为这个比较常见（其他的我也没用过）

### 4.6 @Cacheable的用法 ###

常用参数有

<table style=""> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">参数</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">解释</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">value</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">名字1</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">key</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">名字2</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">condition</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">条件判断，condition="#id&gt;1"表示id大于1的才缓存</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">unless</td> 
 <td style="width:369px;vertical-align:top;height:52px;">条件判断 ，unless="#id==1"表示id等于1的不缓存</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

\#代表的是EL表达式

**这里的key和value和我们以为的缓存键值对是不一样的**

value+key 只是我们缓存键的名字，真正的值是方法的返回值。

举一个例子

@Cacheable(value = "olympic_match_new_action",key = "'get_relate_news_'+#rsc")
 public List<MatchNewsVO> getRelateNews(String rsc){
 .... 
 }

一般value取service名，key取方法名，取名按照数据库的下划线方式。后面那个\#rsc指的是传进来的参数，这些都是键。返回的List就是缓存的值。

## 5 @Cacheable失效的原因 ##

在配置正常的情况下，本人亲历的失效原因就是一个类的方法调用了带有缓存的方法，结果缓存失效。

我使用service的A方法，想调用这个service的缓存B方法，这样是不行的。

原因是@Cacheable是由AOP代理实现，生成了带有缓存的代理类。其他类想调用这个类的缓存方法时，会去调用这个代理类的方法，实现缓存功能。但是类内部调用这个方法，就不会去调用代理类的方法，导致缓存失效

## 6 总结 ##

网上关于spring本地缓存的文章很少很杂，我稍微总结了一下发了出来，有自己的理解也有网上的摘抄。难免会有错误，希望大家指正