Spring Boot——缓存支持1(EhCache)

随着用户的不断增加，数据库的查询操作往往会成为影响用户体验的瓶颈。而对于一个web应用，绝大多数的数据库操作都是查询操作，对于查询操作的优化就变得非常重要了。假设A对这个数据进行查询进行了数据库操作，下一秒B也对同样的数据进行查询操作，如果对于B的操作也进行实质的数据库操作，就显得浪费了。并且在负载均衡之后，数据库访问就成为了web最重要的瓶颈。

解决方案呢？

按数据的活动周期，把数据先缓存到内存。

在进行实际操作之前，我们首先来讨论一下缓存是如何实现的。

基本原理：

function get_foo(foo_id)
        foo = memcached_get("foo:"+foo_id)
        return foo if defined foo

        foo = fetch_foo_from_database(foo_id)
        memcached_set("foo:"+foo_id, foo)
        return foo
end

function set_foo(foo)
        foo = save_foo_to_database(foo)
        memcached_set("foo:"+foo_id, foo)
end

注：缓存的对象/数据都是可序列化的；缓存的形式都是<key,value>；
key 的格式一般是 name_space:object_id

通俗的来将就是，如果访问的对象在内存中已经存在了，就直接返回。如果不存在，才进行真正的数据库访问操作。

缓存的形式是<key,value>。所以判断是否存在这个对象是非常快的操作。

前面我们提到了spring data jpa，它整合和hibernate，而今天我们要讨论的ehcache是hibernate默认使用的缓存。

ehcache的基本原理：在内存中开辟缓存区域，并把这些区划分若干子区域，以<k,v>形式存储对象

所以首先我们使用spring data jpa实现简单的数据库访问。可以查看这里：http://blog.youkuaiyun.com/a60782885/article/details/67637327

实现一个简单的User，并实现对应的Repository，增加findByName方法。

User.java

@Entity
public class User {

    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;

    @Column(nullable = false)
    private String name;

    @Column(nullable = false)
    private Integer age;

    public User(){}

    public User(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    // getter setter
}

UserRepository:

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
  User findByName(String name);
}

接下来编写简单的测试类：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringcloudEhCacheApplicationTests {

	@Autowired
	private UserRepository userRepository;
	@Before
	public void before() {
		userRepository.save(new User("张三", 20));
	}
	@Test
	public void test() throws Exception {
		User u1 = userRepository.findByName("张三");
		System.out.println("第一次查询：" + u1.getAge());
		User u2 = userRepository.findByName("张三");
		System.out.println("第二次查询：" + u2.getAge());
	}

}

不增加缓存的情况下，结果：

Hibernate: insert into user (age, name) values (?, ?)
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第一次查询：20
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第二次查询：20

可以看到，根据sql打印的信息，确实进行了两次数据库操作。

增加缓存：

1.首先增加cache依赖：

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

2.在main主函数中增加@EnableCaching注解。

3.在Repository接口中增加@CacheConfig注解，并且在需要缓存的方法中增加@Cacheable注解。

@CacheConfig(cacheNames = "users")
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
    @Cacheable
    User findByName(String name);
}

运行Junit测试：

Hibernate: insert into user (age, name) values (?, ?)
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第一次查询：20
第二次查询：20

在第二次查询中确实没有进行数据库操作。成功！

注解解释：

@CacheConfig：主要用于配置该类中会用到的一些共用的缓存配置。在这里@CacheConfig(cacheNames = "users")：配置了该数据访问对象中返回的内容将存储于名为users的缓存对象中，也就是划分出一个成为users的缓存区域。我们也可以不使用该注解，直接通过@Cacheable自己配置缓存集的名字来定义。

@Cacheable：配置了findByName函数的返回值将被加入缓存。同时在查询时，会先从缓存中获取，若不存在才再发起对数据库的访问。

该注解主要有下面几个参数：
1.value、cacheNames：两个等同的参数（cacheNames为Spring 4新增，作为value的别名），用于指定缓存存储的集合名。

2.key：缓存对象存储在Map集合中的key值，非必需，缺省按照函数的所有参数组合作为key值。

3.condition：缓存对象的条件，非必需。

4.unless：另外一个缓存条件参数，非必需。

5.keyGenerator：用于指定key生成器，非必需。

6.cacheManager：用于指定使用哪个缓存管理器，非必需。

7.cacheResolver：用于指定使用那个缓存解析器，非必需。

更多可查看官方文档：官方文档

除此之外，还有两个比较重要的注解：

@CachePut：不使用缓存，确保方法被执行。主要用于数据新增和修改操作。

@CacheEvict：用来从缓存中移除相应数据。用在删除方法。

虽然完成了缓存，但是这样的缓存，我们不知道它的配置。这就伤脑筋了。我们甚至不知道缓存会缓存多久，这可不是好现象，不知道总是不好的。所以我们需要进行缓存管理。

对上面的进行如下修改：

加入依赖：

<dependency>
    <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
    <artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>

在src/main/resources中新建文件：ehcache.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
	updateCheck="false">

	<cache name="users" maxEntriesLocalHeap="200" timeToLiveSeconds="1"> 
		</cache>

</ehcache>

修改测试文件：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringcloudEhCacheApplicationTests {

	@Autowired
	private UserRepository userRepository;
	
	@Before
	public void before() {
		userRepository.save(new User("张三", 20));
	}
	@Test
	public void test() throws Exception {
		User u1 = userRepository.findByName("张三");
		System.out.println("第一次查询：" + u1.getAge());
		Thread.sleep(3000);
		User u2 = userRepository.findByName("张三");
		System.out.println("第二次查询：" + u2.getAge());
		User u3 = userRepository.findByName("张三");
		System.out.println("第三次查询：" + u3.getAge());
	}

}

得到如下结果：

Hibernate: insert into user (age, name) values (?, ?)
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第一次查询：20
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第二次查询：20
第三次查询：20

可以看到，在sleep之后，缓存失效了。第三次调用的时候，使用的是缓存的值。

当然，我们可以不使用默认文件名：ehcache.xml

在application.properties中修改配置路径：

spring.cache.ehcache.config=classpath:你的文件路径