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{
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