1. 前言
緩存是性能提升的大殺器！
要知道讳窟，內(nèi)存的讀寫速度是硬盤的幾十倍到上百倍让歼。緩存實際上就是利用內(nèi)存的高速讀寫特性，提高熱點數(shù)據(jù)的操作速度丽啡。
Spring Boot 中使用緩存非常簡單谋右，并且支持多種緩存實現(xiàn)。
本篇介紹比較常用的幾種緩存實現(xiàn)方式补箍，及其對應(yīng)的應(yīng)用場景改执。
2. Spring Boot 默認緩存
Spring Boot 默認緩存是基于 ConcurrenMapCacheManager 緩存管理器實現(xiàn)的啸蜜，從這個類名就能發(fā)現(xiàn)它本質(zhì)上應(yīng)該是一個 Map 集合容器。
ConcurrenMapCacheManager 結(jié)構(gòu)比較簡單辈挂，一般用于比較輕量級的緩存使用場景衬横。也就是緩存的數(shù)據(jù)量比較小，緩存操作不是特別頻繁的場景终蒂。
接下來就具體演示下蜂林， Spring Boot 默認緩存實現(xiàn)過程。
2.1 使用 Spring Initializr 創(chuàng)建項目
Spring Boot 版本選擇 2.2.5 拇泣，Group 為 com.imooc 噪叙， Artifact 為 spring-boot-cache ，生成項目后導(dǎo)入 Eclipse 開發(fā)環(huán)境霉翔。
2.2 引入項目依賴
引入 Web 項目依賴和緩存依賴睁蕾。
實例：
<!-- Web 依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- 緩存依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
2.3 開啟緩存
在啟動類上添加注解 @EnableCaching 開啟緩存功能。
實例：
@SpringBootApplication
@EnableCaching // 開啟緩存
public class SpringBootCacheApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringBootCacheApplication.class, args);
}
}
2.4 定義服務(wù)層方法
正常服務(wù)層方法會調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層方法訪問數(shù)據(jù)庫债朵，此處我們只需要演示緩存的作用子眶，所以打印日志代替數(shù)據(jù)庫訪問方法。
實例：
/**
* 商品服務(wù)類
*/
@Service
@CacheConfig(cacheNames = "GoodsCache")
public class GoodsService {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
/**
* 按id獲取商品信息
*/
@Cacheable
public GoodsDo getById(Long id) {
logger.info("getById({})", id);
GoodsDo goods = new GoodsDo();
goods.setId(id);
goods.setName("goods-" + id);
return goods;
}
/**
* 刪除商品
*/
@CacheEvict(key = "#id")
public void remove(Long id) {
logger.info("remove({})", id);
}
/**
* 編輯商品信息
*/
@CachePut(key = "#goods.id")
public GoodsDo edit(GoodsDo goods) {
logger.info("edit id:{}", goods.getId());
return goods;
}
}
對于使用緩存的 GoodsService 服務(wù)類序芦，我們需要具體解釋下：
-
@CacheConfig注解用于指定本類中方法使用的緩存名稱臭杰，該類使用的緩存名稱為 GoodsCache ，與其他緩存區(qū)域是隔離的芝加。 -
@Cacheable用于開啟方法緩存硅卢，緩存的鍵是方法的參數(shù)射窒，緩存的值是方法的返回值藏杖。如果多次調(diào)用該方法時參數(shù) id 值相同，則第一次會執(zhí)行方法體脉顿，并將返回值放入緩存蝌麸；后續(xù)方法不會再執(zhí)行方法體，直接將緩存的值返回艾疟。 -
@CachePut可以更新緩存来吩，key = "#id"表示采用參數(shù)中的 id 屬性作為鍵。當(dāng)緩存中該鍵的值不存在時蔽莱，則將返回值放入緩存弟疆；當(dāng)緩存中該鍵的值已存在時，會更新緩存的內(nèi)容盗冷。 -
@CacheEvict可以移除緩存怠苔，當(dāng)調(diào)用該方法時，會移除 goods 中 id 屬性對應(yīng)的緩存內(nèi)容仪糖。
2.5 測試
為了充分理解緩存的含義柑司，我們通過測試類發(fā)起測試迫肖。
實例：
@SpringBootTest
class SpringBootCacheApplicationTests {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
@Autowired
private CacheManager cacheManager;
@Autowired
private GoodsService goodsService;
// 顯示當(dāng)前使用的緩存管理器類型
@Test
void showCacheManager() {
// 輸出：org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheManager
logger.info(cacheManager.getClass().toString());
}
// 緩存測試
@Test
void cacheTest() {
// 第一次執(zhí)行，沒有緩存攒驰，執(zhí)行方法體
goodsService.getById(1L);
// 再次執(zhí)行蟆湖，直接取出緩存，不執(zhí)行方法體
goodsService.getById(1L);
// 移除緩存
goodsService.remove(1L);
// 再次執(zhí)行玻粪，已經(jīng)沒有對應(yīng)緩存隅津，所以執(zhí)行方法體
GoodsDo oldGoods = goodsService.getById(1L);
// 打印緩存內(nèi)容
logger.info("old goods id:{} name:{}", oldGoods.getId(), oldGoods.getName());
// 更新緩存
GoodsDo temp = new GoodsDo();
temp.setId(1L);
temp.setName("新的商品");
goodsService.edit(temp);
// 查詢并打印已更新的緩存內(nèi)容
GoodsDo newGoods = goodsService.getById(1L);
logger.info("new goods id:{} name:{}", newGoods.getId(), newGoods.getName());
}
我們查看下控制臺輸出如下，驗證了我們設(shè)計的緩存機制劲室。
使用 Spring Boot 默認緩存時控制臺輸出內(nèi)容
3. 使用 Ehcache 緩存
Spring Boot 默認的緩存實現(xiàn)比較簡單饥瓷，功能也十分有限。如果是企業(yè)級的中大型應(yīng)用痹籍，需要尋求更加穩(wěn)定呢铆、可靠的緩存框架。
Ehcache 是 Java 編程領(lǐng)域非常著名的緩存框架蹲缠，具備兩級緩存數(shù)據(jù)——內(nèi)存和磁盤棺克，因此不必擔(dān)心內(nèi)存容量問題。另外 Ehcache 緩存的數(shù)據(jù)會在 JVM 重啟時自動加載线定，不必擔(dān)心斷電丟失緩存的問題娜谊。
總之 Ehcache 的功能完整性和運行穩(wěn)定性遠遠強于 Spring Boot 默認的緩存實現(xiàn)方式，而且 Spring Boot 使用 Ehcache 非常便捷斤讥，接下來我們就來實現(xiàn)下纱皆。
3.1 添加 Ehcache 依賴
我們在 spring-boot-cache 項目的基礎(chǔ)上添加 Ehcache 依賴。
實例：
<!-- Ehcache 依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>
<!-- cache-api 依賴 -->
<dependency>
<groupId>javax.cache</groupId>
<artifactId>cache-api</artifactId>
</dependency>
3.2 添加 Ehcache 配置文件
首先在 application.properties 中指定配置文件的位置芭商。
實例：
spring.cache.jcache.config=classpath:ehcache.xml
spring.cache.type=jcache
然后在 resource 文件夾中添加 ehcache.xml 配置文件派草，內(nèi)容如下：
實例：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<config xmlns:xsi='http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance'
xmlns='http://www.ehcache.org/v3'
xsi:schemaLocation="http://www.ehcache.org/v3 http://www.ehcache.org/schema/ehcache-core.xsd">
<!-- 持久化路徑 -->
<persistence directory="C://ehcache" />
<!--緩存模板 -->
<cache-template name="CacheTemplate">
<expiry>
<!--存活時間 -->
<tti>60</tti>
</expiry>
<resources>
<!--堆空間 -->
<heap unit="entries">2000</heap>
<!-- 堆外空間 -->
<offheap unit="MB">500</offheap>
</resources>
</cache-template>
<!--緩存對象 -->
<cache alias="GoodsCache" uses-template="CacheTemplate">
</cache>
</config>
Tips：Ehcache 的配置比較復(fù)雜，此處只是給出簡單的示例铛楣，感興趣的同學(xué)可以查閱更多資料近迁。
3.3 測試
由于之前已經(jīng)在啟動類添加 @EnableCaching ，我們再次運行測試類簸州，輸出結(jié)果如下鉴竭。
使用 Ehcache 時控制臺輸出內(nèi)容
注意控制臺出現(xiàn)了 EhcacheManager 的字樣，說明我們此時使用的緩存是 Ehcache 岸浑。
4. 使用 Redis 緩存
Ehcache 依然是 Java 進程內(nèi)的緩存框架搏存，受限于 JVM 整體的內(nèi)存分配策略。
如果是大型系統(tǒng)矢洲，緩存的數(shù)據(jù)量特別大璧眠，且性能要求很高，可以考慮直接使用 Redis 作為緩存。
Redis 可以采用單機蛆橡、主備舌界、集群等模式，視乎具體項目需求決定即可泰演。目前各大云計算廠商均提供商用版的 Redis 緩存服務(wù)呻拌，性能卓越且接入簡單快速。
本節(jié)簡單地演示 Spring Boot 中使用 Redis 單機緩存的方法睦焕，真實生產(chǎn)環(huán)境中建議至少使用主備類型的 Redis 實例藐握。
華為云提供的緩存服務(wù)
4.1 修改緩存依賴
因為需要使用 Redis 緩存，所以將引入的依賴項修改如下：
實例：
<!-- Web 依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- 緩存依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<!-- Redis 相關(guān)依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.lettuce</groupId>
<artifactId>lettuce-core</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>
4.2 修改緩存配置
修改 application.properties 配置文件垃喊，將 Redis 配置及緩存配置設(shè)置如下：
實例：
# 過期時間
spring.cache.redis.time-to-live=6000s
# Redis庫的編號
spring.redis.database=0
# Redis實例地址
spring.redis.host=127.0.0.1
# Redis實例端口號猾普，默認6379
spring.redis.port=6379
# Redis登錄密碼
spring.redis.password=Easy@0122
# Redis連接池最大連接數(shù)
spring.redis.jedis.pool.max-active=10
# Redis連接池最大空閑連接數(shù)
spring.redis.jedis.pool.max-idle=10
# Redis連接池最小空閑連接數(shù)
spring.redis.jedis.pool.min-idle=0
4.3 測試
由于之前已經(jīng)通過注解 @EnableCaching 開啟了緩存功能，此時我們直接運行測試類進行測試本谜，輸出結(jié)果如下：
使用 Redis 緩存時控制臺輸出內(nèi)容
從上圖輸出結(jié)果可以看出初家，已經(jīng)成功使用了 Redis 緩存管理器。
另外我們可以直接使用 Redis 客戶端查看生成的緩存信息乌助，如下圖已經(jīng)有名為 GoodsCache::1 的緩存鍵存在了溜在。
Redis 客戶端查看緩存信息
5. 小結(jié)
Spring Boot 支持多種緩存實現(xiàn)方式，可以根據(jù)項目需求靈活選擇他托。
- 緩存數(shù)據(jù)量較小的項目掖肋，可以使用 Spring Boot 默認緩存。
- 緩存數(shù)據(jù)量較大的項目赏参，可以考慮使用 Ehcache 緩存框架志笼。
- 如果是大型系統(tǒng)，對緩存的依賴性比較高把篓，還是建議采用獨立的緩存組件 Redis 纫溃，通過主備、集群等形式提高緩存服務(wù)的性能和穩(wěn)定性纸俭。
