Spring 缓存

缓存简介

什么是缓存

缓存是存储在内存中的数据，相比硬盘读写更快。

缓存能做什么

主要就是减轻数据库压力，加快响应速度。

• 预读取：在系统对外提供服务之前，提前将一部分热点数据从硬盘加载到内存，减少上线时服务器的压力。

• 延迟写：数据库写入为了保证准确性所以很慢。可以将写入请求先堆积在缓存，之后一次批量写入数据库，可以缓解对数据库频繁修改的压力。只能用于对数据精度要求不高的场景，存在数据丢失的可能。

什么时候使用缓存

**1）业务流量量级以及应用规模：**对于低并发低流量的应用而言，引入缓存并不会带来性能的显著提升，反而会带来应用的复杂度以及极高的运维成本。

1. 热点数据：每秒几十次以上的访问
2. 静态数据：很少变化，读远大于写，如几天一变化

在哪里使用缓存

浏览器缓存 --》 CDN缓存 --》 网关（代理）缓存 --》 进程内缓存 --》 进程外缓存 --》 数据库缓存

从网关开始就是程序员自己能控制的了。常用的代理缓存有Nginx，Varnish（大量小文件），Squid（全面但成本高）。

进程内缓存：EhCache。相比于进程外缓存省去网络开销，响应时延更低。但数据存储多份（多个服务节点内）难保持一致性。

进程外缓存有：Redis（数据库结构更多），Memcached（纯kv且数据量大时会快一些，但可能丢失数据，是纯内存的）

使用缓存的弊端

• 缓存更新
• 缓存和数据的一致性
• 缓存雪崩
• 缓存穿透
• 缓存并发
• …

Spring 缓存

项目缓存—> Spring cache —> Spring EL表达式 —>

基于注解：

@Cacheable

• 在方法被调用后，Spring会将返回值缓存起来，下次用同样的参数执行该方法时，直接从缓存取结果，不需要再执行方法。

• 可以标注在方法上，表示方法支持缓存；可以标注在类上，表示类中所有方法支持缓存。

• Spring是以键值对的方式缓存方法返回值的。

• 有三个属性：value、key、condition

  • value：指定Cache名称，可以是多个(value={“cache1”,“cache2”})

  • key：指定返回结果时对应的key。Spring有默认生成key的策略。有提供root对象用于生成key。可以使用Spring EL表达式直接写。

  • condition：指定缓存发生的条件。使用Spring EL表达式来指定，当为true时进行缓存。

@CachePut

• 不同于@Cacheable可能会不执行方法，@CachePut每次都会执行方法，并且把返回值放入缓存中。
• 用法与@Cacheable一致。

@CacheEvict

• 用来清除缓存的注解。可以标注在方法上和类上。
• 有五个属性：value、key、condition、allEntries、beforeInvocation
  • value、key、condition用法与@Cacheable相似。
  • allEntries：表示是否需要清除缓存中的所有元素，为boolean类型。true的话将忽略指定的key，清除指定cache中的所有元素。
  • beforeInvocation：清除操作默认是在方法执行成功后执行的，如果方法抛出异常未成功返回，则不会清除缓存。此属性为true时，使得清除操作在方法执行前清除缓存中的元素。

@Caching

• 使得可以在一个类或方法上同时指定多个Cache注解。
• 有三个属性：cacheable、put和evict，分别对应三个注解。

基于XML配置：

• <cache:advice 下定义多个 <cache:caching

• <cache:caching 下定义多个 <cache:cacheable 、<cache:cache-evict 、<cache:cache-put

  <cache:advice id="cacheAdvice" cache-manager="cacheManager">
  
        <cache:caching cache="users">
  
           <cache:cacheable method="findById" key="#p0"/>
  
           <cache:cacheable method="find" key="#user.id"/>
  
           <cache:cache-evict method="deleteAll" all-entries="true"/>
  
        </cache:caching>
  
     </cache:advice>
  

• 使用 <aop:config> 将<cache:advice 织入spring中。

配置Spring对Cache的支持

1. 声明对Cache的支持
   1. 基于注解：<cache:annotation-driven/>
   2. 基于xml：即上面的
2. 配置CacheManager
   1. Spring提供了两种CacheManager的实现。一种是基于Java API的ConcurrentMap，另一种是基于Ehcache。
   2. 配置<bean>即可，略。

键的生成策略

1. 默认策略

   默认的生成策略是通过KeyGenerator生成的，默认如下：

   1. 如果方法没有参数，则使用0作为key；
   2. 如果方法有一个参数，则使用该参数为key；
   3. 如果方法有多个参数，则使用所有参数的hashCode作为key。

   也可以指定自己的KeyGenerator，配置略。

2. 自定义策略

   我们通过Spring EL表达式来指定key。

   1. 直接使用 “#参数名” 或者 “#p参数索引”。如 key="#id"，key="#p0"

   2. 使用Spring提供的root对象。

      属性名称	描述	示例
      methodName	当前方法名	#root.methodName
      method	当前方法	#root.method.name
      target	当前被调用的对象	#root.target
      targetClass	当前被调用的对象的class	#root.targetClass
      args	当前方法参数组成的数组	#root.args[0]
      caches	当前被调用的方法使用的Cache	#root.caches[0].name

补充：

1. 使用@Cacheable不缓存空值。@Cacheable(value = "organCache", unless = "#result == null")

参考资料：

1. Spring中Cache的使用
2. Spring EL表达式
3. 进程内缓存怎么玩