SpringCache缓存介绍

1.为什么需要缓存

前台请求，后台先从缓存中取数据，取到直接返回结果，取不到时从数据库中取，数据库取到更新缓存，并返回结果，数据库也没取到，那直接返回空结果：

在这里插入图片描述

使用缓存是一个很“高性价比”的性能优化方式，尤其是对于有大量重复查询的程序来说。通常来说，在WEB后端应用程序来说，

耗时比较大的往往有两个地方：

1、查数据库；

2、调用其它服务的API（因为其它服务最终也要去做查数据库等耗时操作）；

重复查询也有两种：

1、我们在应用程序中代码写得不好，写的for循环，可能每次循环都用重复的参数去查询了。

2、大量的相同或相似请求造成的。比如资讯网站首页的文章列表、电商网站首页的商品列表、微博等社交媒体热搜的文章等等，当大量的用户都去请求同样的接口，同样的数据，如果每次都去查数据库，那对数据库来说是一个不可承受的压力。所以我们通常会把高频的查询进行缓存，我们称它为“热点”。

2.SpringCache概述

前面提到了缓存有诸多的好处，于是大家就摩拳擦掌准备给自己的应用加上缓存的功能。但是网上一搜却发现缓存的框架太多了，各有各的优势，比如Redis[中央缓存-远程缓存]、Memcached、Guava、Caffeine[本地缓存]等等。

如果我们的程序想要使用缓存，就要与这些框架耦合。聪明的架构师已经在利用接口来降低耦合了，利用面向对象的抽象和多态的特性，做到业务代码与具体的框架分离。

但我们仍然需要显式地在代码中去调用与缓存有关的接口和方法，在合适的时候插入数据到缓存里，在合适的时候从缓存中读取数据。想一想**「AOP」**的适用场景，这不就是天生就应该AOP去做的吗？

自Spring 3.1起，提供了类似于 @Transactional 注解事务的注解Cache支持，且提供了Cache抽象，在此之前一般通过AOP实现。

使用Spring Cache的好处：

提供基本的Cache抽象，方便切换各种底层Cache；
通过注解Cache可以实现类似于事务一样，缓存逻辑透明的应用到我们的业务代码上，且只需要更少的代码就可以完成；
提供事务回滚时也自动回滚缓存；
支持比较复杂的缓存逻辑；

2.1SpringCache概述及核心配置

Spring Cache就是一个缓存框架。它利用了AOP（将缓存逻辑与服务逻辑解耦），实现了基于注解的缓存功能（声明式缓存），并且进行了合理的抽象，业务代码不用关心底层是使用了什么缓存框架，只需要简单地加一个注解，就能实现缓存功能了。而且Spring Cache也提供了很多默认的配置，用户可以快速将缓存集成到项目中；

接下来，我们以一个很小的例子给大家讲解SpringCache的快速使用；

2.2. SpringCache环境准备

导入:day12\SpringCache缓存专题\代码\springboot-cache项目代码；

核心步骤如下：

2.2.1 缓存依赖导入

<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>

2.2.2 环境配置

#数据库配置
spring:
  redis:
    host: 192.168.200.130     # Redis服务器地址
    database: 1         # Redis数据库索引（默认为0）
    port: 6379          # Redis服务器连接端口
#    password: ld123456  # Redis服务器连接密码（默认为空）

2.2.3 缓存配置类定义

SpringCache抽象出公共的缓存接口，同时面向用户屏蔽了底层实现细节，用户可通过配置缓存管理器来实现缓存方案的替换：

在这里插入图片描述

我们当前以Redis作为SpringCache缓存底层实现为例展开讲解。

/**
 * @author itheima
 * code 自定义redis序列化配置类
 */
@Configuration
public class RedisCacheConfig {
    
    

    /**
     * 配置 cacheManager 代替默认的cacheManager （缓存管理器）
     * @param factory RedisConnectionFactory
     * @return  CacheManager
     */
    @Bean
    public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory factory) {
    
    
        RedisSerializer<String> redisSerializer = new StringRedisSerializer();
        Jackson2JsonRedisSerializer serializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        objectMapper.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        //仅仅序列化对象的属性，且属性不可为final修饰
        objectMapper.activateDefaultTyping(LaissezFaireSubTypeValidator.instance,ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL, JsonTypeInfo.As.PROPERTY);
        serializer.setObjectMapper(objectMapper);
        // 配置key value序列化
        RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(redisSerializer))
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(serializer))
                //关闭控制存储
                .disableCachingNullValues()
                //修改前缀与key的间隔符号，默认是::
                .computePrefixWith(cacheName->cacheName+":");

        //设置特有的Redis配置
        Map<String, RedisCacheConfiguration> cacheConfigurations = new HashMap<>();
        //定制化的Cache 设置过期时间 eg:以role：开头的缓存存活时间为10s
        cacheConfigurations.put("role",customRedisCacheConfiguration(config,Duration.ofSeconds(10)));
        cacheConfigurations.put("stock",customRedisCacheConfiguration(config,Duration.ofSeconds(3000)));
        cacheConfigurations.put("market",customRedisCacheConfiguration(config,Duration.ofSeconds(300)));
        //构建redis缓存管理器
        RedisCacheManager cacheManager = RedisCacheManager.builder(factory)
                //Cache事务支持
                .transactionAware()
                .withInitialCacheConfigurations(cacheConfigurations)
                .cacheDefaults(config)
                .build();
        //设置过期时间
        return cacheManager;
    }

    /**
     * 设置RedisConfiguration配置
     * @param config
     * @param ttl
     * @return
     */
    public RedisCacheConfiguration customRedisCacheConfiguration(RedisCacheConfiguration config, Duration ttl) {
    
    
        //设置缓存缺省超时时间
        return config.entryTtl(ttl);
    }
}

2.3 SpringCache注解详解

2.3.1 @Cacheable注解

如果缓存中没有：查询数据库，存储缓存，返回结果，

如果缓存中有：直接返回结果

作用：可以用来进行缓存的写入，将结果存储在缓存中，以便于在后续调用的时候可以直接返回缓存中的值，而不必再执行实际的方法。最简单的使用方式,注解名称=缓存名称,使用例子如下:

在这里插入图片描述

示例代码：

@Service
@CacheConfig(cacheNames = "role")//提取缓存的前缀配置
public class RoleServiceImpl implements IRoleService {
    
    

    @Autowired
    private RoleMapper roleMapper;

    /**
     * <p>
     * 几个属性：
     * a)cacheNames/value：指定缓存组件的名字
     *      cacheNames = {"role"}可以使用多个参数,是数组的形式，可以指定多个缓存
     * b)key：缓存数据使用的key，可以用他来指定。默认是使用方法参数的值
     *      编写SpEl:   #id  #a0,#po,#argrs[0]  "0"代表参数的索引
     *      #result  方法执行后的返回值
     *      #root.methodName   方法名
     *      key = "#root.methodName+'['+#id+']'"
     * e)condition：指定符合缓存的条件
     *      condition = "#id>0 and #root.methodName eq 'aaa'" 可以多条件判断
     * f)unless: 否定缓存，当unless的条件为true，方法结果不会被缓存,可以获取结果进行判断
     *      unless = "#result==null"，结果为null，就不缓存
     */
    @Override
    //@Cacheable(cacheNames = "role", key = "#id",condition = "#id>0",unless = "#result==null")
    @Cacheable(key = "#id",condition = "#id>0",unless = "#result==null")
    public Role findById(Integer id) {
    
    
        return roleMapper.selectByPrimaryKey(id);
    }
  
    @Cacheable(key ="#root.method.getName()")//直接引用mehtodname异常
    @Override
    public R findAllRole() {
    
    
        List<Role> roleList = roleMapper.findAll();
        return R.ok(roleList);
    }
}

2.3.2 @CacheEvict注解

@CacheEvict：删除缓存的注解,这对删除旧的数据和无用的数据是非常有用的。这里还多了一个参数(allEntries),设置allEntries=true时，可以对整个条目进行批量删除

在这里插入图片描述

示例代码：

    /**
     * .@CacheEvict 缓存清除
     *  key：指定要清除的数据
     */
    @Override
    @CacheEvict(key = "#id")
    public Integer delete(Integer id) {
    
    
        return roleMapper.deleteByPrimaryKey(id);
    }

2.3.3 @CachePut注解

@CachePut：当需要更新缓存而不干扰方法的运行时，可以使用该注解。也就是说，始终执行该方法，并将结果放入缓存

本质上说，如果存在对应的缓存，则更新覆盖，不存在则添加；

在这里插入图片描述

示例代码：

/**
     * .@CachePut既调用方法、又更新数据，达到同步更新缓存
     * <p>
     * 运行时机：
     * 1、先调用目标方法 ★★★
     * 2、将目标方法的结果缓存起来★★★
     * 条件：存取Id的key要保持一致
     *     key = "#role.id"     传入员工的Id
     *     key = "#result.id"   使用返回员工的Id
     * 注意： @Cacheable不能使用#result
     *      因为 @Cacheable在目标方法执行之前需要得到这个key，所以不能用#result
     */
@Override
@CachePut(key = "#result.id")//更新或者添加缓存---》有则更新，无则添加
public Role update(Role role) {
    
    
  roleMapper.updateByPrimaryKey(role);
  return role;
}

2.3.4 @Caching注释

在使用缓存的时候，有可能会同时进行更新和删除，会出现同时使用多个注解的情况.而@Caching可以实现，对于复杂的缓存策略，我们可借助SpEL实现；

Spring Cache提供了一些供我们使用的SpEL上下文数据，下表直接摘自Spring官方文档：

在这里插入图片描述

其它：如果表达式想直接引用一个常量值，那么需要 key=“‘xxxx’”

示例代码：

    /**
     * .@Caching 定义复杂缓存规则
     */
    @Override
    @Caching(
            cacheable = {
    
    
                    @Cacheable(key = "#role.rolename")
               
            },
            put = {
    
    
                    @CachePut(key = "#role.id"),
                    @CachePut(key = "#role.rolecode")
            },
            evict = {
    
    
                    @CacheEvict(key = "8")
            }
    )
    public R add(Role role) {
    
    
//        role.setId(null);
        try {
    
    
            roleMapper.insert(role);
        } catch (Exception e) {
    
    
            return R.error();
        }
        return R.ok(role.getId());
    }

2.3.5 注解小结

对于缓存声明，spring的缓存提供了一组java注解:

@Cacheable
- 功能：触发缓存写入，如果缓存中没有，查询数据库，存储缓存，返回结果，如果缓存中有，直接返回结果
- 应用：查询数据库方法，且查询的数据时热点数据
@CacheEvict
- 功能：触发缓存清除
- 应用：删除或修改数据库方法
@CachePut
- 功能：缓存写入(不会影响到方法的运行)。有则更新，无则添加
- 应用：新增到数据库方法
@Caching
- 功能：重新组合要应用于方法的多个缓存操作
- 应用：上面的注解的组合使用
@CacheConfig(cacheNames = “xxx”)
- 功能：可以提取公共的缓存key的前缀，一般是业务的前缀
- 应用：作用在类之上