SpringCache 入门

 1.介绍

        Spring Cache是一个框架，实现了基于注解的缓存功能，只需要简单地加一个注解，就能实现缓存功能，大大简化我们在业务中操作缓存的代码。

        spring Cache只是提供了一层抽象 底层可以切换不同的cache实现。具体就是通过CacheManager接口来统一不同的缓存技术。CacheManager是Spring提供的各种缓存技术抽象接口。

针对不同的缓存技术需要实现不同的CacheManager：

CacheManager	描述
EhCacheCacheManager	使用EhCache作为缓存技术
GuavaCacheManager	使用Google的GuavaCache作为缓存技术
RedisCacheManager	使用Redis作为缓存技

2.注解

在SpringCache中提供了很多缓存操作的注解，常见的是以下的几个：

注解	说明
@EnableCaching	开启缓存注解功能
@Cacheable	在方法执行前spring先查看缓存中是否有数据，如果有数据，则直接返回缓存数据；若没有数据，调用方法并将方法返回值放到缓存中
@CachePut	将方法的返回值放到缓存中
@CacheEvict	将一条或多条数据从缓存中删除

在spring boot项目中，使用缓存技术只需要在项目中导入相关缓存技术的依赖包，并在启动类上使用@EnableCaching开启缓存支持即可。

例如，使用Redis作为缓存技术，只需要导入Spring data Redis的maven坐标即可。

3.入门程序

接下来，我们将通过一个入门案例来演示一下SpringCache的常见用法。 上面我们提到，SpringCache可以集成不同的缓存技术，如Redis、Ehcache甚至我们可以使用Map来缓存数据， 接下来我们在演示的时候，就先通过一个Map来缓存数据，最后我们再换成Redis来缓存。

3.1环境准备

1）数据库准备

创建一个简单的sql数据库，并建立一张表。

2） 导入基础工程

搭建一个springboot的基础环境

由于SpringCache的基本功能是Spring核心(spring-context)中提供的，所以目前我们进行简单的SpringCache测试，是可以不用额外引入其他依赖的。  

3）注入CacheManager

我们可以在UserController注入一个CacheManager，在Debug时，我们可以通过CacheManager跟踪缓存中数据的变化。

我们可以看到CacheManager是一个接口，默认的实现有以下几种 ；  而在上述的这几个实现中，默认使用的是 ConcurrentMapCacheManager。稍后我们可以通过断点的形式跟踪缓存数据的变化。

4）引导类上加@EnableCaching

 3.2@CachePut注解

@CachePut 说明：

作用: 将方法返回值，放入缓存

value: 缓存的名称, 每个缓存名称下面可以有很多key

key: 缓存的key ----------> 支持Spring的表达式语言SPEL语法

1). 在save方法上加注解@CachePut

/**
* CachePut：将方法返回值放入缓存
* value：缓存的名称，每个缓存名称下面可以有多个key
* key：缓存的key
*/
@CachePut(value = "userCache", key = "#user.id")
@PostMapping
public User save(User user){
    userService.save(user);
    return user;
}

key的写法如下：

#user.id : #user指的是方法形参的名称, id指的是user的id属性 , 也就是使用user的id属性作为key ;

#user.name: #user指的是方法形参的名称, name指的是user的name属性 ,也就是使用user的name属性作为key ;

#result.id : #result代表方法返回值，该表达式 代表以返回对象的id属性作为key ；

#result.name : #result代表方法返回值，该表达式 代表以返回对象的name属性作为key ；

2). 测试

启动服务,通过postman请求访问UserController的方法, 然后通过断点的形式跟踪缓存数据。

第一次访问时，缓存中的数据是空的，因为save方法执行完毕后才会缓存数据。

第二次访问时，我们通过debug可以看到已经有一条数据了，就是上次保存的数据，已经缓存了，缓存的key就是用户的id。

3.3@CacheEvict注解

@CacheEvict 说明：

作用: 清理指定缓存

value: 缓存的名称，每个缓存名称下面可以有多个key

key: 缓存的key ----------> 支持Spring的表达式语言SPEL语法

1). 在 delete 方法上加注解@CacheEvict

当我们在删除数据库user表的数据的时候,我们需要删除缓存中对应的数据,此时就可以使用@CacheEvict注解, 具体的使用方式如下:

/**
* CacheEvict：清理指定缓存
* value：缓存的名称，每个缓存名称下面可以有多个key
* key：缓存的key
*/
@CacheEvict(value = "userCache",key = "#p0")  //#p0 代表第一个参数
//@CacheEvict(value = "userCache",key = "#root.args[0]") //#root.args[0] 代表第一个参数
//@CacheEvict(value = "userCache",key = "#id") //#id 代表变量名为id的参数
@DeleteMapping("/{id}")
public void delete(@PathVariable Long id){
    userService.removeById(id);
}

2). 测试

要测试缓存的删除，我们先访问save方法4次，保存4条数据到数据库的同时，也保存到缓存中，最终我们可以通过debug看到缓存中的数据信息。 然后我们在通过postman访问delete方法， 如下：

删除数据时，通过debug我们可以看到已经缓存的4条数据：

 当执行完delete操作之后，我们再次保存一条数据，在保存的时候debug查看一下删除的ID值是否已经被删除。

3). 在 update 方法上加注解@CacheEvict

在更新数据之后，数据库的数据已经发生了变更，我们需要将缓存中对应的数据删除掉，避免出现数据库数据与缓存数据不一致的情况。

//@CacheEvict(value = "userCache",key = "#p0.id")   //第一个参数的id属性
//@CacheEvict(value = "userCache",key = "#user.id") //参数名为user参数的id属性
//@CacheEvict(value = "userCache",key = "#root.args[0].id") //第一个参数的id属性
@CacheEvict(value = "userCache",key = "#result.id")         //返回值的id属性
@PutMapping
public User update(User user){
    userService.updateById(user);
    return user;
}

加上注解之后，我们可以重启服务，然后测试方式，基本和上述相同，先缓存数据，然后再更新某一条数据，通过debug的形式查询缓存数据的情况。

3.4@Cacheable注解

@Cacheable 说明:

作用: 在方法执行前，spring先查看缓存中是否有数据，如果有数据，则直接返回缓存数据；若没有数据，调用方法并将方法返回值放到缓存中

value: 缓存的名称，每个缓存名称下面可以有多个key

key: 缓存的key ----------> 支持Spring的表达式语言SPEL语法

1). 在getById上加注解@Cacheable

/**
* Cacheable：在方法执行前spring先查看缓存中是否有数据，如果有数据，则直接返回缓存数据；若没有数据，调用方法并将方法返回值放到缓存中
* value：缓存的名称，每个缓存名称下面可以有多个key
* key：缓存的key
*/
@Cacheable(value = "userCache",key = "#id")
@GetMapping("/{id}")
public User getById(@PathVariable Long id){
    User user = userService.getById(id);
    return user;
}

2). 测试

我们可以重启服务，然后通过debug断点跟踪程序执行。我们发现，第一次访问，会请求我们controller的方法，查询数据库。后面再查询相同的id，就直接获取到数据库，不用再查询数据库了，就说明缓存生效了。

当我们在测试时，查询一个数据库不存在的id值，第一次查询缓存中没有，也会查询数据库。而第二次再查询时，会发现，不再查询数据库了，而是直接返回，那也就是说如果根据ID没有查询到数据,那么会自动缓存一个null值。 我们可以通过debug，验证一下：

 

3). 缓存非null值

在@Cacheable注解中，提供了两个属性分别为： condition， unless 。

condition : 表示满足什么条件, 再进行缓存 ;

unless : 表示满足条件则不缓存 ; 与上述的condition是反向的 ;

具体实现如下：

/**
 * Cacheable：在方法执行前spring先查看缓存中是否有数据，如果有数据，则直接返回缓存数据；若没有数据，调用方法并将方法返回值放到缓存中
 * value：缓存的名称，每个缓存名称下面可以有多个key
 * key：缓存的key
 * condition：条件，满足条件时才缓存数据
 * unless：满足条件则不缓存
 */
@Cacheable(value = "userCache",key = "#id", unless = "#result == null")
@GetMapping("/{id}")
public User getById(@PathVariable Long id){
    User user = userService.getById(id);
    return user;
}

此处，我们使用的时候只能够使用 unless， 因为在condition中，我们是无法获取到结果 #result的。

4). 在list方法上加注解@Cacheable

在list方法中进行查询时，有两个查询条件，如果传递了id，根据id查询； 如果传递了name， 根据name查询，那么我们缓存的key在设计的时候，就需要既包含id，又包含name。 具体的代码实现如下：

@Cacheable(value = "userCache",key = "#user.id + '_' + #user.name")
@GetMapping("/list")
public List<User> list(User user){
    LambdaQueryWrapper<User> queryWrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
    queryWrapper.eq(user.getId() != null,User::getId,user.getId());
    queryWrapper.eq(user.getName() != null,User::getName,user.getName());
    List<User> list = userService.list(queryWrapper);
    return list;
}

 然后再次重启服务，进行测试。

 第一次查询时，需要查询数据库，在后续的查询中，就直接查询了缓存，不再查询数据库了。

4.集成Redis

在使用上述默认的ConcurrentHashMap做缓存时，服务重启之后，之前缓存的数据就全部丢失了，操作起来并不友好。在项目中使用，我们会选择使用redis来做缓存，主要需要操作以下几步：

1). pom.xml

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

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

2). application.yml

spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    //password: root@123456
    database: 0
  cache:
    redis:
      time-to-live: 1800000   #设置缓存过期时间，可选

3). 测试

重新启动项目，通过postman发送根据id查询数据的请求，然后通过redis的图形化界面工具，查看redis中是否可以正常的缓存数据。