浅谈Spring boot cache使用和原理
缓存要解决的问题:一个程序的瓶颈在于数据库,我们也知道内存的速度是大大快于硬盘的速度的。当我们需要重复地获取相同的数据的时候,我们一次又一次的请求数据库或者远程服务,导致大量的时间耗费在数据库查询或者远程方法调用上,导致程序性能的恶化,这便是数据缓存要解决的问题。
类似的缓存技术有:Redis、EhCache、Guava等,现在一般常用的为Redis。
Spring3.1引入了激动人心的基于注释(annotation)的缓存(cache)技术,它本质上不是一个具体的缓存实现方案(例如EHCache或者OSCache),而是一个对缓存使用的抽象,通过在既有代码中添加少量它定义的各种annotation,即能够达到缓存方法的返回对象的效果。
Spring的缓存技术还具备相当的灵活性,不仅能够使用SpEL(SpringExpressionLanguage)来定义缓存的key和各种condition,还提供开箱即用的缓存临时存储方案,也支持和主流的专业缓存例如EHCache集成。
其特点总结如下:
1.通过少量的配置annotation注释即可使得既有代码支持缓存
2.支持开箱即用Out-Of-The-Box,即不用安装和部署额外第三方组件即可使用缓存
3.支持SpringExpressLanguage,能使用对象的任何属性或者方法来定义缓存的key和condition
4.支持AspectJ,并通过其实现任何方法的缓存支持
5.支持自定义key和自定义缓存管理者,具有相当的灵活性和扩展性
一、Springbootcache原理
第一步、自动配置类;
自动启动类:CacheAutoConfiguration
属性配置:CacheProperties
主启动类添加:@EnableCaching注解
cachePOM添加:
org.springframework.boot spring-boot-starter-cache
第二步、从缓存的配置类中获取多个cache
CacheConfigurationImportSelector.selectImports()方法获取
staticclassCacheConfigurationImportSelectorimplementsImportSelector{ @Override publicString[]selectImports(AnnotationMetadataimportingClassMetadata){ CacheType[]types=CacheType.values(); String[]imports=newString[types.length]; for(inti=0;i获取结果:SimpleCacheConfiguration默认cache
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第三步:SimpleCacheConfiguration.cacheManager()
此方法中给容器中注册了一个CacheManager组件:类型为ConcurrentMapCacheManager
@Bean publicConcurrentMapCacheManagercacheManager(){ ConcurrentMapCacheManagercacheManager=newConcurrentMapCacheManager(); ListcacheNames=this.cacheProperties.getCacheNames(); if(!cacheNames.isEmpty()){ cacheManager.setCacheNames(cacheNames); } returnthis.customizerInvoker.customize(cacheManager); } 第四步:查看获取缓存方法getCache()
ConcurrentMapCacheManager类里,数据都存储到为ConcurrentMap中
publicCachegetCache(Stringname){ Cachecache=this.cacheMap.get(name);//cacheMap为ConcurrentMap类型,获取一个cache组件 if(cache==null&&this.dynamic){ synchronized(this.cacheMap){ cache=this.cacheMap.get(name);//cahceMap不为空获取 if(cache==null){ //可以获取或者创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件;他的作用将数据保存在ConcurrentMap中; cache=createConcurrentMapCache(name); this.cacheMap.put(name,cache);//ConcurrentMapCache.lookup(); } } } returncache; }二、Cacheable运行流程:
@Cacheable:1、方法运行之前,先去查询Cache(缓存组件),按照cacheNames指定的名字获取;(CacheManager先获取相应的缓存),第一次获取缓存如果没有Cache组件会自动创建。2、去Cache中查找缓存的内容(ConcurrentMapCache.lookup()方法中去查找),使用一个key,默认就是方法的参数;key是按照某种策略生成的;默认是使用keyGenerator生成的,默认使用SimpleKeyGenerator生成key;SimpleKeyGenerator生成key的默认策略;如果没有参数;key=newSimpleKey();如果有一个参数:key=参数的值如果有多个参数:key=newSimpleKey(params);
//这个方法SimpleKeyGenerator.generateKey()方法生成key publicstaticObjectgenerateKey(Object...params){ if(params.length==0){ returnSimpleKey.EMPTY; } if(params.length==1){//如果只有一个参数,直接返回这个参数为key Objectparam=params[0]; if(param!=null&&!param.getClass().isArray()){ returnparam; } } returnnewSimpleKey(params); }3、没有查到缓存就调用目标方法;4、将目标方法返回的结果,放进缓存中ConcurrentMapCache.put();
@Cacheable标注的方法执行之前先来检查缓存中有没有这个数据,默认按照参数的值作为key去查询缓存,如果没有就运行方法并将结果放入缓存;以后再来调用就可以直接使用缓存中的数据;
核心:1)、使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】组件2)、key使用keyGenerator生成的,默认是SimpleKeyGenerator
详细执行流程:ConcurrentMapCache.lookup()上断点查看,执行过程
//第一步CacheAspectSupport中execute() privateObjectexecute(finalCacheOperationInvokerinvoker,Methodmethod,CacheOperationContextscontexts) //第二步CacheAspectSupport privateCache.ValueWrapperfindCachedItem(Collectioncontexts){ Objectresult=CacheOperationExpressionEvaluator.NO_RESULT; for(CacheOperationContextcontext:contexts){ if(isConditionPassing(context,result)){ Objectkey=generateKey(context,result);//获取key Cache.ValueWrappercached=findInCaches(context,key); if(cached!=null){ returncached; } else{ if(logger.isTraceEnabled()){ logger.trace("Nocacheentryforkey'"+key+"'incache(s)"+context.getCacheNames()); } } } } returnnull; } //第三步:CacheAspectSupport.findInCaches() //第四步:AbstractCacheInvoker.doGet() //第五步:AbstractValueAdaptingCache.get(); @Override publicValueWrapperget(Objectkey){ Objectvalue=lookup(key); returntoValueWrapper(value); } //第六步:ConcurrentMapCache.lookup();从ConcurrentMap中根据key获取值 @Override protectedObjectlookup(Objectkey){ returnthis.store.get(key); } 三、Cacheable注解的几个属性:
1、cacheNames/value:指定缓存组件的名字;将方法的返回结果放在哪个缓存中,是数组的方式,可以指定多个缓存;
2、key:缓存数据使用的key;可以用它来指定。默认是使用方法参数的值1-方法的返回值
编写SpEL;#id;参数id的值#a0#p0#root.args[0]
getEmp[2]
3、keyGenerator:key的生成器;可以自己指定key的生成器的组件id
key/keyGenerator:二选一使用;
4、cacheManager:指定缓存管理器;或者cacheResolver指定获取解析器
5、condition:指定符合条件的情况下才缓存;
,condition="#id>0"
condition="#a0>1":第一个参数的值》1的时候才进行缓存
6、unless:否定缓存;当unless指定的条件为true,方法的返回值就不会被缓存;可以获取到结果进行判断
unless="#result==null"
unless="#a0==2":如果第一个参数的值是2,结果不缓存;
7、sync:是否使用异步模式;异步模式的情况下unless不支持
四、Cache使用:
1.Cacheable的使用
@Cacheable(value={"emp"}/*,keyGenerator="myKeyGenerator",condition="#a0>1",unless="#a0==2"*/) publicEmployeegetEmp(Integerid){ System.out.println("查询"+id+"号员工"); Employeeemp=employeeMapper.getEmpById(id); returnemp; }2.自定义keyGenerator:
@Bean("myKeyGenerator") publicKeyGeneratorkeyGenerator(){ returnnewKeyGenerator(){ @Override publicObjectgenerate(Objecttarget,Methodmethod,Object...params){ returnmethod.getName()+"["+Arrays.asList(params).toString()+"]"; } }; }3.CachePut的使用:更新缓存
/** *@CachePut:既调用方法,又更新缓存数据;同步更新缓存 *修改了数据库的某个数据,同时更新缓存; *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 * *测试步骤: *1、查询1号员工;查到的结果会放在缓存中; *key:1value:lastName:张三 *2、以后查询还是之前的结果 *3、更新1号员工;【lastName:zhangsan;gender:0】 *将方法的返回值也放进缓存了; *key:传入的employee对象值:返回的employee对象; *4、查询1号员工? *应该是更新后的员工; *key="#employee.id":使用传入的参数的员工id; *key="#result.id":使用返回后的id *@Cacheable的key是不能用#result *为什么是没更新前的?【1号员工没有在缓存中更新】 * */ @CachePut(value="emp",key="#result.id") publicEmployeeupdateEmp(Employeeemployee){ System.out.println("updateEmp:"+employee); employeeMapper.updateEmp(employee); returnemployee; }4.CacheEvict缓存清除
/** *@CacheEvict:缓存清除 *key:指定要清除的数据 *allEntries=true:指定清除这个缓存中所有的数据 *beforeInvocation=false:缓存的清除是否在方法之前执行 *默认代表缓存清除操作是在方法执行之后执行;如果出现异常缓存就不会清除 * *beforeInvocation=true: *代表清除缓存操作是在方法运行之前执行,无论方法是否出现异常,缓存都清除 * * */ @CacheEvict(value="emp",beforeInvocation=true,key="#id") publicvoiddeleteEmp(Integerid){ System.out.println("deleteEmp:"+id); //employeeMapper.deleteEmpById(id); inti=10/0; }5.Caching复杂配置
//@Caching定义复杂的缓存规则 @Caching( cacheable={ @Cacheable(/*value="emp",*/key="#lastName") }, put={ @CachePut(/*value="emp",*/key="#result.id"), @CachePut(/*value="emp",*/key="#result.email") } ) publicEmployeegetEmpByLastName(StringlastName){ returnemployeeMapper.getEmpByLastName(lastName); }6.CacheConfig缓存清除
@CacheConfig(cacheNames="emp",cacheManager="employeeCacheManager")//抽取缓存的公共配置 @Service publicclassEmployeeService{以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持毛票票。