SpringBoot系列（十五）整合緩存，項目會用得到的技術

一、緩存有什么用？

 緩存應該是我們每一個系統都應該考慮使用的，這樣可以加速系統的訪問，提升系統的性能。比如我們經常需要訪問的高頻數據，將此類數據放在緩存中，可以大幅度提升系統的響應速度。原因就是一般來說我們的數據都是存在數據庫中，但是高頻的訪問數據庫不僅會對數據庫造成壓力，一定程度上還會影響響應速度，影響用戶體驗。如果引入了緩存，不僅能提升訪問性能的同時降低數據庫的壓力。

二、JSR107規范

 JSR是Java Specification Requests的縮寫，意思是Java 規范提案。是指向JCP(Java Community Process)提出新增一個標准化技術規范的正式請求。任何人都可以提交JSR，以向Java平台增添新的API和服務。JSR已成為Java界的一個重要標准。

規范：

 JCache規范定義了一種對Java對象臨時在內存中進行緩存的方法，包括對象的創建、共享訪問、假脫機（spooling）、失效、各JVM的一致性等，可被用於緩存JSP內最經常讀取的數據，如產品目錄和價格列表。利用JCACHE，多數查詢的反應時間會因為有緩存的數據而加快（內部測試表明反應時間大約快15倍）。

 Java Caching定義了5個核心接口，分別是CachingProvider, CacheManager, Cache, Entry 和 Expiry。其中CacheProvider就是緩存提供器，其中包含了多個緩存管理器(CacheManager),緩存管理器之下才是我們需要用到的緩存(Cache),緩存的形式就是鍵值對，即entry對象(Entry)，每一個entry對象會對應一個Expiry,即可以對每一條緩存數據設置有效期。

​ 上面都是抄過來的廢話，看下面，實際操作一下。

三、Spring緩存抽象

Spring 3.1開始定義了org.springframework.cache.Cache 和org.springframework.cache.CacheManager接口來統一不同的緩存技術；並支持使用JCache（JSR-107）注解簡化我們開發。SpringBoot對緩存整合提供了很好的支持，支持不同的緩存規范（所謂的規范就是相當於面向接口編程，不同的緩存有不同的實現）。

其中Cache接口為緩存的組件規范定義，包含緩存的各種操作集合；
Cache接口下Spring提供了各種xxxCache的實現；如RedisCache，EhCacheCache , ConcurrentMapCache等；下面我們來看看，SpringBoot中默認的一些緩存配置與實現。默認的是SimpleCache。

四、SpringBoot中的緩存-注解開發

新建SpringBoot web項目，加入依賴配置：SpringBoot版本為2.2.6.RELEASE 庫存文章了，版本是去年的。

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

然后我們逐個介紹一下緩存開發中用到的一些注解。

• @EnableCaching
• @Cacheable
• @CachePut
• @CacheEvict
• @Caching
• @CacheConfig

1.@EnableCaching

 這個注解應該是最先了解的，把它放在啟動類上面，表示開啟基於注解的緩存，然后你用那些緩存相關的注解就能被Spring容器掃描到。這個注解不能缺，不然項目會報錯。

@EnableCaching
@SpringBootApplication
public class DemoCacheApplication {

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

2.@Cacheable

 這個注解有很多的屬性，可以定義一些緩存的規則。主要是用於方法之上，將方法的結果作為緩存的值，默認情況下將方法的參數作為緩存的鍵(key)，也就是key-value的形式存儲數據。首先介紹一下這個注解的運行機制：首先在方法運行之前，先根據注解配置的value或者是cacheNames到cacheManage中去查詢緩存組件即Cache，當然如果第一次沒有這個緩存就會自動創建。獲取到緩存組件之后就用我們設置的key屬性，或者是keyGenerator策略生成的key去查詢鍵對應的緩存值，對應上面的entry對象。如果查到了值就返回給請求客戶端，如果沒有查到這個值就調用方法，然后將方法返回的結果緩存起來。

這里我們來說一說這個注解里面的一些屬性的用法：

• value/cacheNames：這兩個屬性是一樣的，都是指定一個緩存組件的名字，當然這個可以指定多個，是一個數組。
• key/keyGenerator：這兩個有一定的區別，但是用的時候只需要用其中一個就行了。key是我們可以直接指定這個緩存結果對應的key是什么，到時候直接去Cache里面查就行了，keyGenerator就是可以自定義一個key的生成策略，然后生成key，兩者從結果上來看都是生成了key，所以兩者只需要用其中一個就OK了。
• condition：在符合這個條件下才進行緩存
• unless：當這個條件為假的時候才進行緩存，與condition相反

當然還有cacheManager（緩存管理器）以及cacheResolver（緩存解析器），這兩個都可以自己定義。兩個都差不多，二者用其中一個就OK。

下面我們來看看SpEl寫法，因為我們的key或者是condition，或者是unless屬性都會用到這個寫法。

來自官方的spel 語法

Name	Location	Description	Example
methodName	Root object	被調用方法的名稱	#root.methodName
method	Root object	被調用的方法	#root.method.name
target	Root object	被調用的目標對象	#root.target
targetClass	Root object	被調用目標的類	#root.targetClass
args	Root object	用於調用目標的參數（作為數組）	#root.args[0]
caches	Root object	運行當前方法的緩存集合	#root.caches[0].name
Argument name	Evaluation context	任何方法參數的名稱。如果名稱不可用（可能是由於沒有調試信息），則參數名稱也可在代表參數索引的#a<#arg> where下#arg（從 開始0）。	#iban or #a0 (you can also use #p0 or #p<#arg> notation as an alias).
result	Evaluation context	方法調用的結果（要緩存的值）。僅在unless 表達式、cache put表達式（用於計算key）或cache evict 表達式（何時beforeInvocation是false）中可用。對於支持的包裝器（例如 Optional），#result指的是實際對象，而不是包裝器。	#result

具體使用如下：

@GetMapping("/cacheAble")
@Cacheable(value = "cache",key = "#root.args[0]",condition = "#id>20")
public  Student cacheAble(@RequestParam Integer id) {
    Student student = (Student) hashMap.get(id);
    System.out.println("第一次調用了方法，添加緩存");
    return student;
}

上面就相當於是將第一個方法參數id作為緩存的key ，返回值Student 作為值。緩存的名稱就是cache，設置在參數id大於20的時候才進行緩存，unless 則是相反的。

3.@CachePut

這個注解是用來更新緩存的，一般情況下都是用在更新數據的接口上，示例如下：

@PostMapping("/putCache")
@CachePut(value = "cache",key = "#result.id")
public Student putCache(@RequestBody Student student) {
    hashMap.replace(student.getId(),student);
    System.out.println("調用了方法，也更新了緩存");
    return student;
}

4.@CacheEvict

刪除緩存的注解，可以設置刪除全部緩存還是刪除部分緩存數據。如下

@CacheEvict(value = "cache",key = "#id",beforeInvocation = true,allEntries = false)
@GetMapping("/cacheEvict")
public void cacheEvict(@RequestParam Integer id) {
    hashMap.remove(id);
    System.out.println("緩存刪除");
}

beforeInvocation 設置為true ，表示在方法執行之前進行緩存刪除，默認為false,``allEntries`設置為true ，表示刪除這個緩存名稱下面的所有緩存。

5.@Caching

借助官方的話說，有時，需要指定多個相同類型的注解（例如@CacheEvict或 @CachePut）——例如，因為不同緩存之間的條件或鍵表達式不同。@Caching允許在同一方法上使用多個嵌套的 @Cacheable、@CachePut和@CacheEvict注釋。實際上就是，各個緩存注解可以配合使用，操作不同的緩存空間。

 @Caching(
     cacheable = {
         @Cacheable(value = "cache",key = "#id"),
         @Cacheable(value = "cache1",key = "#id")
     },
     evict = {@CacheEvict(value = "cache2",key = "#id")}
 )
@GetMapping("/caching")
public Student caching(@RequestParam Integer id) {
    Student student = (Student)hashMap.get(id);
    System.out.println("新增緩存了，也刪除了緩存，但是操作的cache不一樣");
    return student;
}

代碼實現的就是將數據緩存到cache,cache1,再將cache2的緩存刪除掉。

6.@CacheConfig

這是一個類級別的緩存配置注解，像緩存名稱，緩存處理器(cacheResolver)，緩存管理器(cacheManager),這些配置可以直接配置到類上面，這樣方法對應的就能少些一些重復代碼。

//注解的四個屬性
String[] cacheNames() default {};

String keyGenerator() default "";

String cacheManager() default "";
 
String cacheResolver() default "";

示例: 在類上面，加上注解，配置好對應的緩存名稱，key生成策略等，keyGenerator，cacheManager，cacheResolver這三個東西留着下篇文章將redis緩存的時候講，主要是比較多。

@CacheConfig(cacheNames = "chache")
public class CacheController {}

確實，我們的緩存還能從cacheManager中獲取，這很好理解，cacheManager是管理緩存的，當然也能獲取緩存了。

@GetMapping("/get")
public Student getCache(@RequestParam Integer id){
    Cache cache = cacheManager.getCache("cache");
    Cache.ValueWrapper student = cache.get(id);
    Object o = student.get();
    return (Student) o;
}

由於SpringBoot的良好擴展性，CacheManager,CacheResolver,
KeyGenerator都可以自己配置，具體的下一篇文章會介紹。