面试官:SpringBoot 工程启动以后,希望将数据库中已有的固定内容提前加载到 Redis 缓存中,应该如何处理

这个问题说白了就是希望通过预加载数据,达到提升系统性能和响应速度的效果。像目前在很多场景中都有使用:

  • 电商平台的商品分类信息、用户基础资料:避免高并发时数据库被重复查询,降低响应延迟。
  • 系统参数配置(如地区编码、权限规则)、国际化资源:减少对配置中心或数据库的依赖,提升配置读取速度。
  • 促销活动的商品库存信息、新闻头条内容:通过预加载防止缓存击穿,应对突发流量。

题目说的是提前加载的redis缓存中,像配置类信息等这种变更频率低、实时性要求低的数据,还会加载到本地缓存中(如GuavaCacheCaffeine等),进一步减轻redis的压力,提升访问速度

重点

重点其实就是利用Spring 或 SpringBoot的扩展点来完成这部分功能

初始化数据加载触发机制

  1. 使用 CommandLineRunner或ApplicationRunner 在应用启动时自动执行数据加载逻辑。这是最常见的实现方式。
java

   @Component

   public class CacheWarmupRunner implements ApplicationRunner {

       @Override

       public void run(ApplicationArguments args) {

           // 分页加载数据到缓存

           PageHelper.startPage(1, 1000);

           List<Product> products = productMapper.selectAll();

           products.forEach(p -> redisTemplate.opsForHash().put("products", p.getId(), p));

       }

   }
  1. 使用 @PostConstruct 注解
    在服务类中通过 @Postconstruct 注解标记等初始化方法,在 Bean 创建后立即执行数据加载
java

   @Service

   public class CachePreloader {

       @Autowired

       private UserService userService;

       @Autowired

       private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

   

       @PostConstruct

       public void init() {

           List<User> users = userService.getAllFixedData(); // 从数据库获取数据

           users.forEach(user -> 

               redisTemplate.opsForValue().set("user:" + user.getId(), user)

           );

       }

   }

结合缓存注解主动触发

使用 @Cacheable 注解:在首次调用方法时触发缓存写入,强制触发缓存写入。但需手动触发首次调用才能完成预加载

java

   @Service

   public class UserService {

       @Cacheable(value = "users", key = "#root.methodName")

       public List<User> getAllFixedData() {

           return userRepository.findAll(); // 首次调用会写入缓存

       }

   }

注意

  • 推荐方案:使用 CommandlineRunner 或 @PostConstruct 在启动时主动加载数据到Redis,确保缓存立即可用。
  • 注解补充:@Cacheable 适用于懒加载场景,但需结合首次调用触发。
  • 注意事项:确保实体类实现 Serializable 接口,并正确配置 RedisTemplate 的序列化方式.

扩展知识

关于Spring 和 SpringBoot的扩展点我已经写过一篇文章详细介绍,可以点击查看了解

CommandLineRunner和ApplicationRunner

org.springframework.boot.CommandLineRunner

介绍

这两个是Springboot中新增的扩展点,之所以将这两个扩展点放在一起,是因为它两个功能特性高度相似,不同的只是名字、扩展方法形参数类型、执行先后的一些小的不同。

这两个接口触发时机为整个项目启动完毕后,自动执行。如果有多个CommandLineRunner,可以利用@Order来进行排序。

注意:

  • CommandLineRunner和ApplicationRunner都有一个扩展方法run(),但是run()形参数类型不同;
  • CommandLineRunner.run()方法的形参数类型是String... args,ApplicationRunner.run()的形参数类型是ApplicationArguments args;
  • CommandLineRunner.run()的执行时机要晚于ApplicationRunner.run()一点;
  • CommandLineRunner和ApplicationRunner触发执行时机是在Spring容器、Tomcat容器正式启动完成后,可以正式处理业务请求前,即项目启动的最后一步;
  • CommandLineRunner和ApplicationRunner可以应用的场景:项目启动前,热点数据的预加载、清除临时文件、读取自定义配置信息等;
使用场景
  1. 初始化数据:使用 CommandLineRunner 可以在应用启动后初始化一些必要的数据,例如从数据库加载某些配置或插入初始数据。
java

   @Component

   public class DataInitializer implements CommandLineRunner {

   

       @Override

       public void run(String... args) {

           System.out.println("初始化数据:插入初始数据");

           // 模拟插入初始数据

           insertInitialData();

       }

   

       private void insertInitialData() {

           System.out.println("插入数据:用户表初始数据");

       }

   }
  1. 启动后执行任务:使用 CommandLineRunner 可以在应用启动后执行一些特定的任务,比如发送一个通知或启动一些背景任务。
java

   @Component

   public class TaskExecutor implements CommandLineRunner {

   

       @Override

       public void run(String... args) {

           System.out.println("启动后执行任务:发送启动通知");

           // 模拟发送启动通知

           sendStartupNotification();

       }

   

       private void sendStartupNotification() {

           System.out.println("通知:应用已启动");

       }

   }
  1. 读取命令行参数:使用 CommandLineRunner 可以获取并处理命令行参数,这对于需要根据启动参数动态配置应用的场景非常有用。
java

   @Component

   public class CommandLineArgsProcessor implements CommandLineRunner {

   

       @Override

       public void run(String... args) {

           System.out.println("处理命令行参数:");

           for (String arg : args) {

               System.out.println("参数:" + arg);

           }

       }

   }

   

   @SpringBootApplication

   public class AppConfig {

       public static void main(String[] args) {

           SpringApplication.run(AppConfig.class, new String[]{"参数1", "参数2", "参数3"});

       }

   }

@PostConstruct

javax.annotation.PostConstruct

介绍

可以看出来其本身不是Spring定义的注解,但是Spring提供了具体的实现。这个并不算一个扩展点,其实就是一个标注。其作用是在bean的初始化阶段,如果对一个方法标注了@PostConstruct,会先调用这个方法。这里重点是要关注下这个标准的触发点,这个触发点是在postProcessBeforeInitialization之后,InitializingBean.afterPropertiesSet之前。

注意:

  • 使用@PostConstruct注解标记的方法不能有参数,除非是拦截器,可以采用拦截器规范定义的InvocationContext对象。
  • 使用@PostConstruct注解标记的方法不能有返回值,实际上如果有返回值,也不会报错,但是会忽略掉;
  • 使用@PostConstruct注解标记的方法不能被static修饰,但是final是可以的;
使用场景

使用场景与 InitializingBean 类似,具体看下文

InitializingBean

org.springframework.beans.factory.InitializingBean

介绍

这个类,顾名思义,也是用来初始化bean的。InitializingBean接口为bean提供了初始化方法的方式,它只在bean实例化、属性注入后的提供了一个扩展点afterPropertiesSet方法,凡是继承该接口的类,在初始前、属性赋值后,都会执行该方法。这个扩展点的触发时机postProcessAfterInitialization之前。

注意:

  • 与InitializingBean#afterPropertiesSet()类似效果的是init-method,但是需要注意的是InitializingBean#afterPropertiesSet()执行时机要略早于init-method;
  • InitializingBean#afterPropertiesSet()的调用方式是在bean初始化过程中真接调用bean的afterPropertiesSet();
  • bean自定义属性init-method是通过java反射的方式进行调用 ;
使用场景
  1. 初始化资源:可以在 Bean 初始化后自动启动一些资源,如数据库连接、文件读取等。
java

   import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;

   import org.springframework.stereotype.Component;

   

   @Component

   public class ResourceInitializer implements InitializingBean {

   

       @Override

       public void afterPropertiesSet() {

           // 模拟资源初始化

           System.out.println("资源初始化:建立数据库连接");

       }

   

       public void performAction() {

           System.out.println("资源使用:执行数据库操作");

       }

   }

       

   @Configuration

   @ComponentScan(basePackages = "com.seven")

   public class AppConfig {

       public static void main(String[] args) {

           ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

           ResourceInitializer initializer = context.getBean(ResourceInitializer.class);

           initializer.performAction();

       }

   }
  1. 设置初始值
java

   @Component

   public class InitialValueSetter implements InitializingBean {

   

       private String initialValue;

   

       @Override

       public void afterPropertiesSet() {

           initialValue = "默认值";

           System.out.println("设置初始值:" + initialValue);

       }

   

       public void printValue() {

           System.out.println("当前值:" + initialValue);

       }

   }

   

   @Configuration

   @ComponentScan(basePackages = "com.seven")

   public class AppConfig {

       public static void main(String[] args) {

           ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

           InitialValueSetter valueSetter = context.getBean(InitialValueSetter.class);

           valueSetter.printValue();

       }

   }
  1. 加载配置:可以在 Bean 初始化后加载必要的配置,如从文件或数据库中读取配置。
java

   @Component

   public class ConfigLoader implements InitializingBean {

   

       private String configValue;

   

       @Override

       public void afterPropertiesSet() {

           // 模拟配置加载

           configValue = "配置值";

           System.out.println("加载配置:" + configValue);

       }

   

       public void printConfig() {

           System.out.println("当前配置:" + configValue);

       }

   }

   

   @Configuration

   @ComponentScan(basePackages = "com.seven")

   public class AppConfig {

       public static void main(String[] args) {

           ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

           ConfigLoader configLoader = context.getBean(ConfigLoader.class);

           configLoader.printConfig();

       }

   }

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