SpringBoot系列（十五）整合缓存，项目会用得到的技术

一、缓存有什么用？

 缓存应该是我们每一个系统都应该考虑使用的，这样可以加速系统的访问，提升系统的性能。比如我们经常需要访问的高频数据，将此类数据放在缓存中，可以大幅度提升系统的响应速度。原因就是一般来说我们的数据都是存在数据库中，但是高频的访问数据库不仅会对数据库造成压力，一定程度上还会影响响应速度，影响用户体验。如果引入了缓存，不仅能提升访问性能的同时降低数据库的压力。

二、JSR107规范

 JSR是Java Specification Requests的缩写，意思是Java 规范提案。是指向JCP(Java Community Process)提出新增一个标准化技术规范的正式请求。任何人都可以提交JSR，以向Java平台增添新的API和服务。JSR已成为Java界的一个重要标准。

规范：

 JCache规范定义了一种对Java对象临时在内存中进行缓存的方法，包括对象的创建、共享访问、假脱机（spooling）、失效、各JVM的一致性等，可被用于缓存JSP内最经常读取的数据，如产品目录和价格列表。利用JCACHE，多数查询的反应时间会因为有缓存的数据而加快（内部测试表明反应时间大约快15倍）。

 Java Caching定义了5个核心接口，分别是CachingProvider, CacheManager, Cache, Entry 和 Expiry。其中CacheProvider就是缓存提供器，其中包含了多个缓存管理器(CacheManager),缓存管理器之下才是我们需要用到的缓存(Cache),缓存的形式就是键值对，即entry对象(Entry)，每一个entry对象会对应一个Expiry,即可以对每一条缓存数据设置有效期。

​ 上面都是抄过来的废话，看下面，实际操作一下。

三、Spring缓存抽象

Spring 3.1开始定义了org.springframework.cache.Cache 和org.springframework.cache.CacheManager接口来统一不同的缓存技术；并支持使用JCache（JSR-107）注解简化我们开发。SpringBoot对缓存整合提供了很好的支持，支持不同的缓存规范（所谓的规范就是相当于面向接口编程，不同的缓存有不同的实现）。

其中Cache接口为缓存的组件规范定义，包含缓存的各种操作集合；
Cache接口下Spring提供了各种xxxCache的实现；如RedisCache，EhCacheCache , ConcurrentMapCache等；下面我们来看看，SpringBoot中默认的一些缓存配置与实现。默认的是SimpleCache。

四、SpringBoot中的缓存-注解开发

新建SpringBoot web项目，加入依赖配置：SpringBoot版本为2.2.6.RELEASE 库存文章了，版本是去年的。

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

然后我们逐个介绍一下缓存开发中用到的一些注解。

• @EnableCaching
• @Cacheable
• @CachePut
• @CacheEvict
• @Caching
• @CacheConfig

1.@EnableCaching

 这个注解应该是最先了解的，把它放在启动类上面，表示开启基于注解的缓存，然后你用那些缓存相关的注解就能被Spring容器扫描到。这个注解不能缺，不然项目会报错。

@EnableCaching
@SpringBootApplication
public class DemoCacheApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoCacheApplication.class, args);
    }
}

2.@Cacheable

 这个注解有很多的属性，可以定义一些缓存的规则。主要是用于方法之上，将方法的结果作为缓存的值，默认情况下将方法的参数作为缓存的键(key)，也就是key-value的形式存储数据。首先介绍一下这个注解的运行机制：首先在方法运行之前，先根据注解配置的value或者是cacheNames到cacheManage中去查询缓存组件即Cache，当然如果第一次没有这个缓存就会自动创建。获取到缓存组件之后就用我们设置的key属性，或者是keyGenerator策略生成的key去查询键对应的缓存值，对应上面的entry对象。如果查到了值就返回给请求客户端，如果没有查到这个值就调用方法，然后将方法返回的结果缓存起来。

这里我们来说一说这个注解里面的一些属性的用法：

• value/cacheNames：这两个属性是一样的，都是指定一个缓存组件的名字，当然这个可以指定多个，是一个数组。
• key/keyGenerator：这两个有一定的区别，但是用的时候只需要用其中一个就行了。key是我们可以直接指定这个缓存结果对应的key是什么，到时候直接去Cache里面查就行了，keyGenerator就是可以自定义一个key的生成策略，然后生成key，两者从结果上来看都是生成了key，所以两者只需要用其中一个就OK了。
• condition：在符合这个条件下才进行缓存
• unless：当这个条件为假的时候才进行缓存，与condition相反

当然还有cacheManager（缓存管理器）以及cacheResolver（缓存解析器），这两个都可以自己定义。两个都差不多，二者用其中一个就OK。

下面我们来看看SpEl写法，因为我们的key或者是condition，或者是unless属性都会用到这个写法。

来自官方的spel 语法

Name	Location	Description	Example
methodName	Root object	被调用方法的名称	#root.methodName
method	Root object	被调用的方法	#root.method.name
target	Root object	被调用的目标对象	#root.target
targetClass	Root object	被调用目标的类	#root.targetClass
args	Root object	用于调用目标的参数（作为数组）	#root.args[0]
caches	Root object	运行当前方法的缓存集合	#root.caches[0].name
Argument name	Evaluation context	任何方法参数的名称。如果名称不可用（可能是由于没有调试信息），则参数名称也可在代表参数索引的#a<#arg> where下#arg（从 开始0）。	#iban or #a0 (you can also use #p0 or #p<#arg> notation as an alias).
result	Evaluation context	方法调用的结果（要缓存的值）。仅在unless 表达式、cache put表达式（用于计算key）或cache evict 表达式（何时beforeInvocation是false）中可用。对于支持的包装器（例如 Optional），#result指的是实际对象，而不是包装器。	#result

具体使用如下：

@GetMapping("/cacheAble")
@Cacheable(value = "cache",key = "#root.args[0]",condition = "#id>20")
public  Student cacheAble(@RequestParam Integer id) {
    Student student = (Student) hashMap.get(id);
    System.out.println("第一次调用了方法，添加缓存");
    return student;
}

上面就相当于是将第一个方法参数id作为缓存的key ，返回值Student 作为值。缓存的名称就是cache，设置在参数id大于20的时候才进行缓存，unless 则是相反的。

3.@CachePut

这个注解是用来更新缓存的，一般情况下都是用在更新数据的接口上，示例如下：

@PostMapping("/putCache")
@CachePut(value = "cache",key = "#result.id")
public Student putCache(@RequestBody Student student) {
    hashMap.replace(student.getId(),student);
    System.out.println("调用了方法，也更新了缓存");
    return student;
}

4.@CacheEvict

删除缓存的注解，可以设置删除全部缓存还是删除部分缓存数据。如下

@CacheEvict(value = "cache",key = "#id",beforeInvocation = true,allEntries = false)
@GetMapping("/cacheEvict")
public void cacheEvict(@RequestParam Integer id) {
    hashMap.remove(id);
    System.out.println("缓存删除");
}

beforeInvocation 设置为true ，表示在方法执行之前进行缓存删除，默认为false,``allEntries`设置为true ，表示删除这个缓存名称下面的所有缓存。

5.@Caching

借助官方的话说，有时，需要指定多个相同类型的注解（例如@CacheEvict或 @CachePut）——例如，因为不同缓存之间的条件或键表达式不同。@Caching允许在同一方法上使用多个嵌套的 @Cacheable、@CachePut和@CacheEvict注释。实际上就是，各个缓存注解可以配合使用，操作不同的缓存空间。

 @Caching(
     cacheable = {
         @Cacheable(value = "cache",key = "#id"),
         @Cacheable(value = "cache1",key = "#id")
     },
     evict = {@CacheEvict(value = "cache2",key = "#id")}
 )
@GetMapping("/caching")
public Student caching(@RequestParam Integer id) {
    Student student = (Student)hashMap.get(id);
    System.out.println("新增缓存了，也删除了缓存，但是操作的cache不一样");
    return student;
}

代码实现的就是将数据缓存到cache,cache1,再将cache2的缓存删除掉。

6.@CacheConfig

这是一个类级别的缓存配置注解，像缓存名称，缓存处理器(cacheResolver)，缓存管理器(cacheManager),这些配置可以直接配置到类上面，这样方法对应的就能少些一些重复代码。

//注解的四个属性
String[] cacheNames() default {};

String keyGenerator() default "";

String cacheManager() default "";
 
String cacheResolver() default "";

示例: 在类上面，加上注解，配置好对应的缓存名称，key生成策略等，keyGenerator，cacheManager，cacheResolver这三个东西留着下篇文章将redis缓存的时候讲，主要是比较多。

@CacheConfig(cacheNames = "chache")
public class CacheController {}

确实，我们的缓存还能从cacheManager中获取，这很好理解，cacheManager是管理缓存的，当然也能获取缓存了。

@GetMapping("/get")
public Student getCache(@RequestParam Integer id){
    Cache cache = cacheManager.getCache("cache");
    Cache.ValueWrapper student = cache.get(id);
    Object o = student.get();
    return (Student) o;
}

由于SpringBoot的良好扩展性，CacheManager,CacheResolver,
KeyGenerator都可以自己配置，具体的下一篇文章会介绍。