賊厲害澎嚣，手?jǐn)]的 SpringBoot 緩存系統(tǒng)，性能杠杠的瘟芝！

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一、通用緩存接口
二褥琐、本地緩存
三锌俱、分布式緩存
四、緩存“及時(shí)”過期問題
五敌呈、二級(jí)緩存

緩存是最直接有效提升系統(tǒng)性能的手段之一贸宏。個(gè)人認(rèn)為用好用對(duì)緩存是優(yōu)秀程序員的必備基本素質(zhì)。

本文結(jié)合實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)磕洪，從簡(jiǎn)單概念原理和代碼入手吭练，一步一步搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的二級(jí)緩存系統(tǒng)。

一析显、通用緩存接口

1鲫咽、緩存基礎(chǔ)算法

（1）、FIFO（First In First Out），先進(jìn)先出分尸，和OS里的FIFO思路相同锦聊，如果一個(gè)數(shù)據(jù)最先進(jìn)入緩存中，當(dāng)緩存滿的時(shí)候箩绍，應(yīng)當(dāng)把最先進(jìn)入緩存的數(shù)據(jù)給移除掉孔庭。（2）、LFU（Least Frequently Used）材蛛，最不經(jīng)常使用圆到，如果一個(gè)數(shù)據(jù)在最近一段時(shí)間內(nèi)使用次數(shù)很少，那么在將來一段時(shí)間內(nèi)被使用的可能性也很小卑吭。（3）芽淡、LRU（Least Recently Used），最近最少使用陨簇，如果一個(gè)數(shù)據(jù)在最近一段時(shí)間沒有被訪問到吐绵，那么在將來它被訪問的可能性也很小。也就是說河绽，當(dāng)限定的空間已存滿數(shù)據(jù)時(shí)己单，應(yīng)當(dāng)把最久沒有被訪問到的數(shù)據(jù)移除。

2耙饰、接口定義

簡(jiǎn)單定義緩存接口纹笼，大致可以抽象如下：

緩存提供者接口
/
public interface CacheProviderService {
/
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  <T extends Object> T get(String key);
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
  /
  <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function);
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存苟跪，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
  /
  <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm);
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存廷痘，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function, Long expireTime);
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm, Long expireTime);
  /
- 設(shè)置緩存鍵值
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param obj 緩存值不可為空
  /
  <T extends Object> void set(String key, T obj);
  /
- 設(shè)置緩存鍵值
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param obj 緩存值不可為空
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  <T extends Object> void set(String key, T obj, Long expireTime);
  /
- 移除緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  void remove(String key);
  /
- 是否存在緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  **/
  boolean contains(String key);
  }</pre>

注意件已，這里列出的只是常見緩存功能接口笋额，一些在特殊場(chǎng)景下用到的統(tǒng)計(jì)類的接口、分布式鎖篷扩、自增（減）等功能不在討論范圍之內(nèi)兄猩。

Get相關(guān)方法，注意多個(gè)參數(shù)的情況鉴未，緩存接口里面?zhèn)魅说腇unction枢冤，這是Java8提供的函數(shù)式接口，雖然支持的入?yún)€(gè)數(shù)有限（這里你會(huì)非常懷念.NET下的Func委托）铜秆，但是僅對(duì)Java這個(gè)語言來說淹真，這真是一個(gè)重大的進(jìn)步^_。

接口定義好了连茧，下面就要實(shí)現(xiàn)緩存提供者程序了核蘸。按照存儲(chǔ)類型的不同巍糯，本文簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)最常用的兩種緩存提供者：本地緩存和分布式緩存。

二值纱、本地緩存

本地緩存鳞贷，也就是JVM級(jí)別的緩存(本地緩存可以認(rèn)為是直接在進(jìn)程內(nèi)通信調(diào)用，而分布式緩存則需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跨進(jìn)程通信調(diào)用)虐唠，一般有很多種實(shí)現(xiàn)方式搀愧，比如直接使用Hashtable、ConcurrentHashMap等天生線程安全的集合作為緩存容器疆偿，或者使用一些成熟的開源組件咱筛，如EhCache、Guava Cache等杆故。本文選擇上手簡(jiǎn)單的Guava緩存迅箩。

1、什么是Guava

Guava处铛，簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)開發(fā)類庫饲趋，且是一個(gè)非常豐富強(qiáng)大的開發(fā)工具包，號(hào)稱可以讓使用Java語言更令人愉悅撤蟆，主要包括基本工具類庫和接口奕塑、緩存、發(fā)布訂閱風(fēng)格的事件總線等家肯。在實(shí)際開發(fā)中龄砰，我用的最多的是集合、緩存和常用類型幫助類讨衣，很多人都對(duì)這個(gè)類庫稱贊有加换棚。

2、添加依賴

3反镇、實(shí)現(xiàn)接口

本地緩存提供者服務(wù) (Guava Cache)
/
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = AppConst.BASE_PACKAGE_NAME)
@Qualifier("localCacheService")
public class LocalCacheProviderImpl implements CacheProviderService {
private static Map<String, Cache<String, Object>> _cacheMap = Maps.newConcurrentMap();
static {
Cache<String, Object> cacheContainer = CacheBuilder.newBuilder()
.maximumSize(AppConst.CACHE_MAXIMUM_SIZE)
.expireAfterWrite(AppConst.CACHE_MINUTE, TimeUnit.MILLISECONDS)//最后一次寫入后的一段時(shí)間移出
//.expireAfterAccess(AppConst.CACHE_MINUTE, TimeUnit.MILLISECONDS) //最后一次訪問后的一段時(shí)間移出
.recordStats()//開啟統(tǒng)計(jì)功能
.build();
_cacheMap.put(String.valueOf(AppConst.CACHE_MINUTE), cacheContainer);
}
/*
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  public <T extends Object> T get(String key) {
  T obj = get(key, null, null, AppConst.CACHE_MINUTE);
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存固蚤，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
  /
  public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function) {
  T obj = get(key, function, key, AppConst.CACHE_MINUTE);
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
  /
  public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm) {
  T obj = get(key, function, funcParm, AppConst.CACHE_MINUTE);
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存歹茶，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function, Long expireTime) {
  T obj = get(key, function, key, expireTime);
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存夕玩，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm, Long expireTime) {
  T obj = null;
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return obj;
  }
  expireTime = getExpireTime(expireTime);
  Cache<String, Object> cacheContainer = getCacheContainer(expireTime);
  try {
  if (function == null) {
  obj = (T) cacheContainer.getIfPresent(key);
  } else {
  final Long cachedTime = expireTime;
  obj = (T) cacheContainer.get(key, () -> {
  T retObj = function.apply(funcParm);
  return retObj;
  });
  }
  } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
  }
  return obj;
  }
  /
- 設(shè)置緩存鍵值直接向緩存中插入值，這會(huì)直接覆蓋掉給定鍵之前映射的值
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param obj 緩存值不可為空
  /
  public <T extends Object> void set(String key, T obj) {
  set(key, obj, AppConst.CACHE_MINUTE);
  }
  /
- 設(shè)置緩存鍵值直接向緩存中插入值辆亏，這會(huì)直接覆蓋掉給定鍵之前映射的值
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param obj 緩存值不可為空
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  public <T extends Object> void set(String key, T obj, Long expireTime) {
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return;
  }
  if (obj == null) {
  return;
  }
  expireTime = getExpireTime(expireTime);
  Cache<String, Object> cacheContainer = getCacheContainer(expireTime);
  cacheContainer.put(key, obj);
  }
  /
- 移除緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  public void remove(String key) {
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return;
  }
  long expireTime = getExpireTime(AppConst.CACHE_MINUTE);
  Cache<String, Object> cacheContainer = getCacheContainer(expireTime);
  cacheContainer.invalidate(key);
  }
  /
- 是否存在緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  public boolean contains(String key) {
  boolean exists = false;
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return exists;
  }
  Object obj = get(key);
  if (obj != null) {
  exists = true;
  }
  return exists;
  }
  private static Lock lock = new ReentrantLock();
  private Cache<String, Object> getCacheContainer(Long expireTime) {
  Cache<String, Object> cacheContainer = null;
  if (expireTime == null) {
  return cacheContainer;
  }
  String mapKey = String.valueOf(expireTime);
  if (_cacheMap.containsKey(mapKey) == true) {
  cacheContainer = _cacheMap.get(mapKey);
  return cacheContainer;
  }
  try {
  lock.lock();
  cacheContainer = CacheBuilder.newBuilder()
  .maximumSize(AppConst.CACHE_MAXIMUM_SIZE)
  .expireAfterWrite(expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS)//最后一次寫入后的一段時(shí)間移出
  //.expireAfterAccess(AppConst.CACHE_MINUTE, TimeUnit.MILLISECONDS) //最后一次訪問后的一段時(shí)間移出
  .recordStats()//開啟統(tǒng)計(jì)功能
  .build();
  _cacheMap.put(mapKey, cacheContainer);
  } finally {
  lock.unlock();
  }
  return cacheContainer;
  }
  /
- 獲取過期時(shí)間單位：毫秒
- @param expireTime 傳人的過期時(shí)間單位毫秒如小于1分鐘，默認(rèn)為10分鐘
  **/
  private Long getExpireTime(Long expireTime) {
  Long result = expireTime;
  if (expireTime == null || expireTime < AppConst.CACHE_MINUTE / 10) {
  result = AppConst.CACHE_MINUTE;
  }
  return result;
  }
  }</pre>

4鳖目、注意事項(xiàng)

Guava Cache初始化容器時(shí)扮叨，支持緩存過期策略，類似FIFO领迈、LRU和LFU等算法彻磁。

expireAfterWrite：最后一次寫入后的一段時(shí)間移出碍沐。

expireAfterAccess：最后一次訪問后的一段時(shí)間移出。

Guava Cache對(duì)緩存過期時(shí)間的設(shè)置實(shí)在不夠友好衷蜓。常見的應(yīng)用場(chǎng)景累提，比如，有些幾乎不變的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)緩存1天磁浇，有些熱點(diǎn)數(shù)據(jù)緩存2小時(shí)斋陪，有些會(huì)話數(shù)據(jù)緩存5分鐘等等。

通常我們認(rèn)為設(shè)置緩存的時(shí)候帶上緩存的過期時(shí)間是非常容易的置吓，而且只要一個(gè)緩存容器實(shí)例即可无虚，比如.NET下的ObjectCache、System.Runtime.Cache等等衍锚。

但是Guava Cache不是這個(gè)實(shí)現(xiàn)思路友题，如果緩存的過期時(shí)間不同，Guava的CacheBuilder要初始化多份Cache實(shí)例戴质。

好在我在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候注意到了這個(gè)問題度宦，并且提供了解決方案，可以看到getCacheContainer這個(gè)函數(shù)告匠，根據(jù)過期時(shí)長(zhǎng)做緩存實(shí)例判斷戈抄，就算不同過期時(shí)間的多實(shí)例緩存也是完全沒有問題的。

三凫海、分布式緩存

分布式緩存產(chǎn)品非常多呛凶，本文使用應(yīng)用普遍的Redis，在Spring Boot應(yīng)用中使用Redis非常簡(jiǎn)單行贪。

1漾稀、什么是Redis

Redis是一款開源（BSD許可）的、用C語言寫成的高性能的鍵-值存儲(chǔ)（key-value store）建瘫。它常被稱作是一款數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器（data structure server）崭捍。它可以被用作緩存、消息中間件和數(shù)據(jù)庫啰脚，在很多應(yīng)用中殷蛇，經(jīng)常看到有人選擇使用Redis做緩存橄浓，實(shí)現(xiàn)分布式鎖和分布式Session等粒梦。作為緩存系統(tǒng)時(shí)，和經(jīng)典的KV結(jié)構(gòu)的Memcached非常相似荸实，但又有很多不同匀们。Redis支持豐富的數(shù)據(jù)類型。Redis的鍵值可以包括字符串（strings）類型准给，同時(shí)它還包括哈希（hashes）泄朴、列表（lists）重抖、集合（sets）和有序集合（sorted sets）等數(shù)據(jù)類型。對(duì)于這些數(shù)據(jù)類型祖灰，你可以執(zhí)行原子操作钟沛。例如：對(duì)字符串進(jìn)行附加操作（append）；遞增哈希中的值局扶；向列表中增加元素恨统；計(jì)算集合的交集、并集與差集等详民。

Redis的數(shù)據(jù)類型：Keys：非二進(jìn)制安全的字符類型（ not binary-safe strings ）延欠，由于key不是binary safe的字符串，所以像“my key”和“mykey\n”這樣包含空格和換行的key是不允許的沈跨。Values：Strings由捎、Hash、Lists饿凛、 Sets狞玛、 Sorted sets〗е希考慮到Redis單線程操作模式心肪，Value的粒度不應(yīng)該過大，緩存的值越大纠吴，越容易造成阻塞和排隊(duì)硬鞍。

為了獲得優(yōu)異的性能，Redis采用了內(nèi)存中（in-memory）數(shù)據(jù)集（dataset）的方式戴已。同時(shí)固该，Redis支持?jǐn)?shù)據(jù)的持久化，你可以每隔一段時(shí)間將數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)存到磁盤上（snapshot）糖儡，或者在日志尾部追加每一條操作命令（append only file,aof）伐坏。Redis同樣支持主從復(fù)制（master-slave replication），并且具有非澄樟快速的非阻塞首次同步（ non-blocking first synchronization）桦沉、網(wǎng)絡(luò)斷開自動(dòng)重連等功能。同時(shí)Redis還具有其它一些特性金闽，其中包括簡(jiǎn)單的事物支持纯露、發(fā)布訂閱（ pub/sub）、管道（pipeline）和虛擬內(nèi)存（vm）等代芜。

2埠褪、添加依賴

3、配置Redis

在application.properties配置文件中，配置Redis常用參數(shù)：

Redis緩存相關(guān)配置

Redis數(shù)據(jù)庫索引（默認(rèn)為0）

spring.redis.database=0

Redis服務(wù)器地址

spring.redis.host=127.0.0.1

Redis服務(wù)器端口

spring.redis.port=6379

Redis服務(wù)器密碼（默認(rèn)為空）

spring.redis.password=123321

Redis連接超時(shí)時(shí)間默認(rèn)：5分鐘（單位：毫秒）

spring.redis.timeout=300000ms

Redis連接池最大連接數(shù)（使用負(fù)值表示沒有限制）

spring.redis.jedis.pool.max-active=512

Redis連接池中的最小空閑連接

spring.redis.jedis.pool.min-idle=0

Redis連接池中的最大空閑連接

spring.redis.jedis.pool.max-idle=8

Redis連接池最大阻塞等待時(shí)間（使用負(fù)值表示沒有限制）

spring.redis.jedis.pool.max-wait=-1ms

常見的需要注意的是最大連接數(shù)（spring.redis.jedis.pool.max-active ）和超時(shí)時(shí)間（spring.redis.jedis.pool.max-wait）组橄。Redis在生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)故障的頻率經(jīng)常和這兩個(gè)參數(shù)息息相關(guān)。

接著定義一個(gè)繼承自CachingConfigurerSupport（請(qǐng)注意cacheManager和keyGenerator這兩個(gè)方法在子類的實(shí)現(xiàn)）的RedisConfig類：

Redis緩存配置類
*/
@Configuration
@EnableCaching
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport {
@Bean
public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
return RedisCacheManager.create(connectionFactory);
}
@Bean
public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
//Jedis的Key和Value的序列化器默認(rèn)值是JdkSerializationRedisSerializer
//經(jīng)實(shí)驗(yàn)罚随，JdkSerializationRedisSerializer通過RedisDesktopManager看到的鍵值對(duì)不能正常解析
//設(shè)置key的序列化器
template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
////設(shè)置value的序列化器默認(rèn)值是JdkSerializationRedisSerializer
//使用Jackson序列化器的問題是玉工，復(fù)雜對(duì)象可能序列化失敗，比如JodaTime的DateTime類型
// //使用Jackson2淘菩，將對(duì)象序列化為JSON
// Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
// //json轉(zhuǎn)對(duì)象類遵班，不設(shè)置默認(rèn)的會(huì)將json轉(zhuǎn)成hashmap
// ObjectMapper om = new ObjectMapper();
// om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
// om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
// jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
// template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
//將redis連接工廠設(shè)置到模板類中
template.setConnectionFactory(factory);
return template;
}
// //自定義緩存key生成策略
// @Bean
// public KeyGenerator keyGenerator() {
// return new KeyGenerator() {
// @Override
// public Object generate(Object target, java.lang.reflect.Method method, Object... params) {
// StringBuffer sb = new StringBuffer();
// sb.append(target.getClass().getName());
// sb.append(method.getName());
// for (Object obj : params) {
// if (obj == null) {
// continue;
// }
// sb.append(obj.toString());
// }
// return sb.toString();
// }
// };
// }
}</pre>

在RedisConfig這個(gè)類上加上@EnableCaching這個(gè)注解，這個(gè)注解會(huì)被Spring發(fā)現(xiàn)潮改，并且會(huì)創(chuàng)建一個(gè)切面（aspect）并觸發(fā)Spring緩存注解的切點(diǎn)（pointcut）狭郑。據(jù)所使用的注解以及緩存的狀態(tài)，這個(gè)切面會(huì)從緩存中獲取數(shù)據(jù)汇在，將數(shù)據(jù)添加到緩存之中或者從緩存中移除某個(gè)值翰萨。cacheManager方法，申明一個(gè)緩存管理器（CacheManager）的bean糕殉，作用就是@EnableCaching這個(gè)切面在新增緩存或者刪除緩存的時(shí)候會(huì)調(diào)用這個(gè)緩存管理器的方法亩鬼。keyGenerator方法，可以根據(jù)需求自定義緩存key生成策略阿蝶。

而redisTemplate方法雳锋，則主要是設(shè)置Redis模板類垃喊，比如鍵和值的序列化器（從這里可以看出靴寂，Redis的鍵值對(duì)必須可序列化）市框、redis連接工廠等缘挽。

RedisTemplate支持的序列化器主要有如下幾種：

JdkSerializationRedisSerializer：使用Java序列化掖肋；StringRedisSerializer：序列化String類型的key和value油啤；GenericToStringSerializer：使用Spring轉(zhuǎn)換服務(wù)進(jìn)行序列化色罚；JacksonJsonRedisSerializer：使用Jackson 1窟扑，將對(duì)象序列化為JSON咆瘟；Jackson2JsonRedisSerializer：使用Jackson 2嚼隘，將對(duì)象序列化為JSON；OxmSerializer：使用Spring O/X映射的編排器和解排器（marshaler和unmarshaler）實(shí)現(xiàn)序列化袒餐，用于XML序列化飞蛹；

注意：RedisTemplate的鍵和值序列化器，默認(rèn)情況下都是JdkSerializationRedisSerializer灸眼，它們都可以自定義設(shè)置序列化器卧檐。推薦將字符串鍵使用StringRedisSerializer序列化器，因?yàn)檫\(yùn)維的時(shí)候好排查問題焰宣，JDK序列化器的也能識(shí)別霉囚，但是可讀性稍差(是因?yàn)榫彺娣?wù)器沒有JRE嗎？)匕积，見如下效果：

image

而值序列化器則要復(fù)雜的多盈罐，很多人推薦使用Jackson2JsonRedisSerializer序列化器榜跌，但是實(shí)際開發(fā)過程中，經(jīng)常有人碰到反序列化錯(cuò)誤盅粪，經(jīng)過排查多數(shù)都和Jackson2JsonRedisSerializer這個(gè)序列化器有關(guān)钓葫。

4、實(shí)現(xiàn)接口

使用RedisTemplate票顾，在Spring Boot中調(diào)用Redis接口比直接調(diào)用Jedis簡(jiǎn)單多了础浮。

<pre class="brush:java;toolbar:false" style="margin: 0.5em 0px; padding: 0.4em 0.6em; border-radius: 8px; background: rgb(248, 248, 248); color: rgb(0, 0, 0); font-size: 16px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">package com.power.demo.cache.impl;
import com.power.demo.cache.contract.CacheProviderService;
import com.power.demo.common.AppConst;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;
import org.springframework.util.StringUtils;
import javax.annotation.Resource;
import java.io.Serializable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Function;
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = AppConst.BASE_PACKAGE_NAME)
@Qualifier("redisCacheService")
public class RedisCacheProviderImpl implements CacheProviderService {
@Resource
private RedisTemplate<Serializable, Object> redisTemplate;
/**
* 查詢緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
/
public <T extends Object> T get(String key) {
T obj = get(key, null, null, AppConst.CACHE_MINUTE);
return obj;
}
/
* 查詢緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
* @param function 如沒有緩存，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
/
public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function) {
T obj = get(key, function, key, AppConst.CACHE_MINUTE);
return obj;
}
/
* 查詢緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
* @param function 如沒有緩存奠骄，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
* @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
/
public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm) {
T obj = get(key, function, funcParm, AppConst.CACHE_MINUTE);
return obj;
}
/
* 查詢緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
* @param function 如沒有緩存豆同，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
* @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
/
public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function, Long expireTime) {
T obj = get(key, function, key, expireTime);
return obj;
}
/
* 查詢緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
* @param function 如沒有緩存，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
* @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
* @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
/
public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm, Long expireTime) {
T obj = null;
if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
return obj;
}
expireTime = getExpireTime(expireTime);
try {
ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
obj = (T) operations.get(key);
if (function != null && obj == null) {
obj = function.apply(funcParm);
if (obj != null) {
set(key, obj, expireTime);//設(shè)置緩存信息
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return obj;
}
/
* 設(shè)置緩存鍵值直接向緩存中插入值含鳞，這會(huì)直接覆蓋掉給定鍵之前映射的值
*
* @param key 緩存鍵不可為空
* @param obj 緩存值不可為空
/
public <T extends Object> void set(String key, T obj) {
set(key, obj, AppConst.CACHE_MINUTE);
}
/
* 設(shè)置緩存鍵值直接向緩存中插入值影锈，這會(huì)直接覆蓋掉給定鍵之前映射的值
*
* @param key 緩存鍵不可為空
* @param obj 緩存值不可為空
* @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
/
public <T extends Object> void set(String key, T obj, Long expireTime) {
if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
return;
}
if (obj == null) {
return;
}
expireTime = getExpireTime(expireTime);
ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
operations.set(key, obj);
redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
/
* 移除緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
/
public void remove(String key) {
if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
return;
}
redisTemplate.delete(key);
}
/
* 是否存在緩存
*
* @param key 緩存鍵不可為空
/
public boolean contains(String key) {
boolean exists = false;
if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
return exists;
}
Object obj = get(key);
if (obj != null) {
exists = true;
}
return exists;
}
/
* 獲取過期時(shí)間單位：毫秒
*
* @param expireTime 傳人的過期時(shí)間單位毫秒如小于1分鐘，默認(rèn)為10分鐘
**/
private Long getExpireTime(Long expireTime) {
Long result = expireTime;
if (expireTime == null || expireTime < AppConst.CACHE_MINUTE / 10) {
result = AppConst.CACHE_MINUTE;
}
return result;
}
}</pre>

注意：很多教程里都講到通過注解的方式（@Cacheable蝉绷，@CachePut精居、@CacheEvict和@Caching）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存，根據(jù)實(shí)踐潜必，我個(gè)人是不推崇這種使用方式的靴姿。

四、緩存“及時(shí)”過期問題

這個(gè)也是開發(fā)和運(yùn)維過程中非常經(jīng)典的問題磁滚。

有些公司寫緩存客戶端的時(shí)候佛吓，會(huì)給每個(gè)團(tuán)隊(duì)分別定義一個(gè)Area，但是這個(gè)只能做到緩存鍵的分布區(qū)分垂攘，不能保證緩存“實(shí)時(shí)”有效的過期维雇。

多年以前我寫過一篇結(jié)合實(shí)際情況的文章，也就是加上緩存版本晒他，請(qǐng)猛擊這里吱型，算是提供了一種相對(duì)有效的方案，不過高并發(fā)站點(diǎn)要慎重陨仅，防止發(fā)生雪崩效應(yīng)津滞。

Redis還有一些其他常見問題，比如：Redis的字符串類型Key和Value都有限制灼伤，且都是不能超過512M触徐，請(qǐng)猛擊這里。還有最大連接數(shù)和超時(shí)時(shí)間設(shè)置等問題狐赡，本文就不再一一列舉了撞鹉。

五、二級(jí)緩存

在配置文件中，加上緩存提供者開關(guān)：

是否啟用本地緩存

spring.power.isuselocalcache=1

是否啟用Redis緩存

spring.power.isuserediscache=1

緩存提供者程序都實(shí)現(xiàn)好了鸟雏，我們會(huì)再包裝一個(gè)調(diào)用外觀類PowerCacheBuilder享郊，加上緩存版本控制，可以輕松自如地控制和切換緩存孝鹊，code talks:

支持多緩存提供程序多級(jí)緩存的緩存幫助類
/
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = AppConst.BASE_PACKAGE_NAME)
public class PowerCacheBuilder {
@Autowired
@Qualifier("localCacheService")
private CacheProviderService localCacheService;
@Autowired
@Qualifier("redisCacheService")
private CacheProviderService redisCacheService;
private static List<CacheProviderService> _listCacheProvider = Lists.newArrayList();
private static final Lock providerLock = new ReentrantLock();
/*
- 初始化緩存提供者默認(rèn)優(yōu)先級(jí)：先本地緩存拂蝎，后分布式緩存
  /
  private List<CacheProviderService> getCacheProviders() {
  if (_listCacheProvider.size() > 0) {
  return _listCacheProvider;
  }
  //線程安全
  try {
  providerLock.tryLock(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
  if (_listCacheProvider.size() > 0) {
  return _listCacheProvider;
  }
  String isUseCache = ConfigUtil.getConfigVal(AppField.IS_USE_LOCAL_CACHE);
  CacheProviderService cacheProviderService = null;
  //啟用本地緩存
  if ("1".equalsIgnoreCase(isUseCache)) {
  _listCacheProvider.add(localCacheService);
  }
  isUseCache = ConfigUtil.getConfigVal(AppField.IS_USE_REDIS_CACHE);
  //啟用Redis緩存
  if ("1".equalsIgnoreCase(isUseCache)) {
  _listCacheProvider.add(redisCacheService);
  resetCacheVersion();//設(shè)置分布式緩存版本號(hào)
  }
  PowerLogger.info("初始化緩存提供者成功，共有" + _listCacheProvider.size() + "個(gè)");
  } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
  _listCacheProvider = Lists.newArrayList();
  PowerLogger.error("初始化緩存提供者發(fā)生異常：{}", e);
  } finally {
  providerLock.unlock();
  }
  return _listCacheProvider;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  public <T extends Object> T get(String key) {
  T obj = null;
  //key = generateVerKey(key);//構(gòu)造帶版本的緩存鍵
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  obj = provider.get(key);
  if (obj != null) {
  return obj;
  }
  }
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存惶室，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
  /
  public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function) {
  T obj = null;
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  if (obj == null) {
  obj = provider.get(key, function);
  } else if (function != null && obj != null) {//查詢并設(shè)置其他緩存提供者程序緩存
  provider.get(key, function);
  }
  //如果callable函數(shù)為空而緩存對(duì)象不為空及時(shí)跳出循環(huán)并返回
  if (function == null && obj != null) {
  return obj;
  }
  }
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
  /
  public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm) {
  T obj = null;
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  if (obj == null) {
  obj = provider.get(key, function, funcParm);
  } else if (function != null && obj != null) {//查詢并設(shè)置其他緩存提供者程序緩存
  provider.get(key, function, funcParm);
  }
  //如果callable函數(shù)為空而緩存對(duì)象不為空及時(shí)跳出循環(huán)并返回
  if (function == null && obj != null) {
  return obj;
  }
  }
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存玄货，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function, long expireTime) {
  T obj = null;
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  if (obj == null) {
  obj = provider.get(key, function, expireTime);
  } else if (function != null && obj != null) {//查詢并設(shè)置其他緩存提供者程序緩存
  provider.get(key, function, expireTime);
  }
  //如果callable函數(shù)為空而緩存對(duì)象不為空及時(shí)跳出循環(huán)并返回
  if (function == null && obj != null) {
  return obj;
  }
  }
  return obj;
  }
  /
- 查詢緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param function 如沒有緩存皇钞，調(diào)用該callable函數(shù)返回對(duì)象可為空
- @param funcParm function函數(shù)的調(diào)用參數(shù)
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm, long expireTime) {
  T obj = null;
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  if (obj == null) {
  obj = provider.get(key, function, funcParm, expireTime);
  } else if (function != null && obj != null) {//查詢并設(shè)置其他緩存提供者程序緩存
  provider.get(key, function, funcParm, expireTime);
  }
  //如果callable函數(shù)為空而緩存對(duì)象不為空及時(shí)跳出循環(huán)并返回
  if (function == null && obj != null) {
  return obj;
  }
  }
  return obj;
  }
  /
- 設(shè)置緩存鍵值直接向緩存中插入或覆蓋值
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param obj 緩存值不可為空
  /
  public <T extends Object> void set(String key, T obj) {
  //key = generateVerKey(key);//構(gòu)造帶版本的緩存鍵
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  provider.set(key, obj);
  }
  }
  /
- 設(shè)置緩存鍵值直接向緩存中插入或覆蓋值
- @param key 緩存鍵不可為空
- @param obj 緩存值不可為空
- @param expireTime 過期時(shí)間（單位：毫秒）可為空
  /
  public <T extends Object> void set(String key, T obj, Long expireTime) {
  //key = generateVerKey(key);//構(gòu)造帶版本的緩存鍵
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  provider.set(key, obj, expireTime);
  }
  }
  /
- 移除緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  public void remove(String key) {
  //key = generateVerKey(key);//構(gòu)造帶版本的緩存鍵
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return;
  }
  for (CacheProviderService provider : getCacheProviders()) {
  provider.remove(key);
  }
  }
  /
- 是否存在緩存
- @param key 緩存鍵不可為空
  /
  public boolean contains(String key) {
  boolean exists = false;
  //key = generateVerKey(key);//構(gòu)造帶版本的緩存鍵
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return exists;
  }
  Object obj = get(key);
  if (obj != null) {
  exists = true;
  }
  return exists;
  }
  /
- 獲取分布式緩存版本號(hào)
  /
  public String getCacheVersion() {
  String version = "";
  boolean isUseCache = checkUseRedisCache();
  //未啟用Redis緩存
  if (isUseCache == false) {
  return version;
  }
  version = redisCacheService.get(AppConst.CACHE_VERSION_KEY);
  return version;
  }
  /
- 重置分布式緩存版本如果啟用分布式緩存，設(shè)置緩存版本
  /
  public String resetCacheVersion() {
  String version = "";
  boolean isUseCache = checkUseRedisCache();
  //未啟用Redis緩存
  if (isUseCache == false) {
  return version;
  }
  //設(shè)置緩存版本
  version = String.valueOf(Math.abs(UUID.randomUUID().hashCode()));
  redisCacheService.set(AppConst.CACHE_VERSION_KEY, version);
  return version;
  }
  /
- 如果啟用分布式緩存松捉，獲取緩存版本夹界，重置查詢的緩存key，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)實(shí)時(shí)的緩存過期控制
- <p>
- 如沒有啟用分布式緩存隘世，緩存key不做修改可柿，直接返回
  /
  public String generateVerKey(String key) {
  String result = key;
  if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
  return result;
  }
  boolean isUseCache = checkUseRedisCache();
  //沒有啟用分布式緩存，緩存key不做修改丙者，直接返回
  if (isUseCache == false) {
  return result;
  }
  String version = redisCacheService.get(AppConst.CACHE_VERSION_KEY);
  if (StringUtils.isEmpty(version) == true) {
  return result;
  }
  result = String.format("%s_%s", result, version);
  return result;
  }
  /
- 驗(yàn)證是否啟用分布式緩存
  **/
  private boolean checkUseRedisCache() {
  boolean isUseCache = false;
  String strIsUseCache = ConfigUtil.getConfigVal(AppField.IS_USE_REDIS_CACHE);
  isUseCache = "1".equalsIgnoreCase(strIsUseCache);
  return isUseCache;
  }
  }</pre>

單元測(cè)試如下：

一個(gè)滿足基本功能的多級(jí)緩存系統(tǒng)就好了复斥。

在Spring Boot應(yīng)用中使用緩存則非常簡(jiǎn)潔，選擇調(diào)用上面包裝好的緩存接口即可械媒。

?到這里Spring Boot業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)中最常用到的ORM目锭，緩存和隊(duì)列三板斧就介紹完了。

在開發(fā)的過程中你會(huì)發(fā)現(xiàn)纷捞，Java真的是非常非常中規(guī)中矩的語言痢虹，你需要不斷折騰并熟悉常見的開源中間件和工具，開源的輪子實(shí)在是太豐富主儡，多嘗試幾個(gè)奖唯，實(shí)踐出真知。

Java 的知識(shí)面非常廣糜值，面試問的涉及也非常廣泛丰捷，重點(diǎn)包括：Java 基礎(chǔ)、Java 并發(fā)寂汇，JVM瓢阴、MySQL、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)健无、算法荣恐、Spring、微服務(wù)、MQ 等等叠穆，涉及的知識(shí)點(diǎn)何其龐大少漆，所以我們?cè)趶?fù)習(xí)的時(shí)候也往往無從下手，今天小編給大家?guī)硪惶?Java 面試題硼被，題庫非常全面示损，包括 Java 基礎(chǔ)、Java 集合嚷硫、JVM检访、Java 并發(fā)、Spring全家桶仔掸、Redis脆贵、MySQL、Dubbo起暮、Netty卖氨、MQ 等等，包含 Java 后端知識(shí)點(diǎn) 2000 + 负懦，部分如下：

image

資料獲取方式：關(guān)注公眾號(hào)：“程序員白楠楠”獲取上述資料

最后編輯于：2020.11.12 16:10:21

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者

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一析显、通用緩存接口

1鲫咽、緩存基礎(chǔ)算法

2耙饰、接口定義

二值纱、本地緩存

1、什么是Guava

2、添加依賴

3反镇、實(shí)現(xiàn)接口

4鳖目、注意事項(xiàng)

三凫海、分布式緩存

1漾稀、什么是Redis

2埠褪、添加依賴

3、配置Redis

Redis緩存相關(guān)配置

Redis數(shù)據(jù)庫索引（默認(rèn)為0）

Redis服務(wù)器地址

Redis服務(wù)器端口

Redis服務(wù)器密碼（默認(rèn)為空）

Redis連接超時(shí)時(shí)間 默認(rèn)：5分鐘（單位：毫秒）

Redis連接池最大連接數(shù)（使用負(fù)值表示沒有限制）

Redis連接池中的最小空閑連接

Redis連接池中的最大空閑連接

Redis連接池最大阻塞等待時(shí)間（使用負(fù)值表示沒有限制）

4、實(shí)現(xiàn)接口

四、緩存“及時(shí)”過期問題

五、二級(jí)緩存

是否啟用本地緩存

是否啟用Redis緩存

Redis連接超時(shí)時(shí)間默認(rèn)：5分鐘（單位：毫秒）