Spring Boot使用缓存功能

缓存的好处不言而喻，比如查询商品的价格，如果可以放到缓存中，而不用每次都到数据库中查询，这将会大大提升系统性能，因为和缓存交互比访问数据库要快很多。或者在缓存中存放临时数据，而不用放到数据库中。

在学习Spring Boot中的数据的时候，我们需要先来了解一下几个非常重要的概念：

1. Cache: 缓存接口，定义缓存操作，具体实现这些操作的有：RedisCache、EhCacheCache、ConcurrentMapCache等。
2. CacheManager:缓存管理器，管理各种缓存（Cache）组件
3. @Cacheable:主要针对方法配置，能够根据方法的请求参数对方法返回的结果进行缓存。
4. @CacheEvict:清除缓存，比如一个用户退出了，我们需要清除这个用户的所有临时数据缓存。
5. @CachePut:保证方法被调用，又希望结果被缓存，主要可以用来更新缓存。
6. @EnableCaching:开启基于注解的缓存
7. keyGenerator:缓存数据时key的生成策略
8. serialize:缓存数据时value序列化策略

以数据库查询缓存为例，缓存结构如下：

如果要使用缓存的话，这里就不给出具体的例子了，在上面重要的概念的讲解中，我们已经讲解了几个注解的作用，在编程过程中使用这些注解即可。关于这些注解具体的使用规则，可以参考：https://blog.youkuaiyun.com/xm393392625/article/details/88639082

我们来看看Spring Boot底层是如何实现缓存配置的，依照之前的经验我们可以想象存在一个CacheAutoConfiguration，这个类将会完成我们的缓存配置，实际上这个类也存在，这个配置类导入了CacheConfigurationImportSelector这个类，他将会选择出下面这些缓存配置类，默认SimpleCacheConfiguration生效：

org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GenericCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.EhCacheCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.HazelcastCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.InfinispanCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CouchbaseCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.RedisCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CaffeineCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GuavaCacheConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.SimpleCacheConfiguration【默认】
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration

SimpleCacheConfiguration配置类将给容器中注册一个CacheManager：ConcurrentMapCacheManager，它可以获取和创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件，它的作用是将数据保存在ConcurrentMap中；

以@Cacheable注解为例讲解获取缓存的流程：

• 方法运行之前，先去CacheManager中按照cacheNames指定的名字得到Cache（缓存组件），如果没有Cache组件则会自动创建。结合之前的图，Emp就是一个Cache组件。
• 之后在找到的Cache组件中查找缓存的内容，使用一个key，默认就是使用方法的参数生成这个key，比如在Emp这个Cache组件中查找具体的Value。
• 没有查到缓存就调用目标方法；
• 之后将目标方法返回的结果，放进缓存中；

以上就是Spring Boot中的缓存原理，最后来说说使用其他的CacheManager，比如常用的radis。

这里我使用的环境是 ubuntu + docker + redis来启动，在docker pull redis已经完成的情况下，运行下列内容：

然后在项目中的pow.xml文件中引入redis:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring‐boot‐starter‐redis</artifactId>
</dependency>

<!--或者-->

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
    <version>1.4.7.RELEASE</version>
</dependency>

在RedisAutoConfiguration.java中Spring Boot已经帮我们做好的配置，如下：

/**
 * {@link EnableAutoConfiguration Auto-configuration} for Spring Data's Redis support.
 *
 * @author Dave Syer
 * @author Andy Wilkinson
 * @author Christian Dupuis
 * @author Christoph Strobl
 * @author Phillip Webb
 * @author Eddú Meléndez
 * @author Stephane Nicoll
 * @author Marco Aust
 * @author Mark Paluch
 * @since 1.0.0
 */
@Configuration
@ConditionalOnClass(RedisOperations.class)
@EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)
@Import({ LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class })
public class RedisAutoConfiguration {

	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")
	public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
			throws UnknownHostException {
		RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
		template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
		return template;
	}

	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean
	public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
			throws UnknownHostException {
		StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
		template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
		return template;
	}

}

可以看到它帮我们在容器中注册了StringRedisTemplate （K-V都是字符串）和RedisTemplate（K-V都是Object）两个组件，他们就和JdbcTemplate一样，帮助我们操作redis，不过我们可以直接使用缓存注解，在底层会自动调用这些方法，RedisTemplate 保存对象时是保存序列化后的数据，所以务必确认保存的对象可以序列化。不过大多数的时候，我们只是保存一个String和一个JSON串，所有StringRedisTemplate用的可能更多一点。如果要使用StringRedisTemplate 和RedisTemplate的话直接注入即可。不过在使用之前，需要在配置文件中写好redis主机地址：

spring.redis.host=192.168.31.246

引入redis的依赖之后，容器中保存的是RedisCacheConfiguration为我们添加的RedisCacheManager，而不使用之前所说的SimpleCacheConfiguration为我们添加的CacheManager。这是因为在SimpleCacheConfiguration类之上有一个@ConditionalOnMissingBean(CacheManager.class)这样的注解。默认创建的 RedisCacheManager 操作redis的时候使用的是 RedisTemplate<Object, Object>，RedisTemplate<Object, Object> 是默认使用jdk的序列化机制。如果你想保存JSON数据的话，请自行查找其他参考内容。