前言

@Cacheable 是 Spring 框架中用于方法級緩存的注解。它主要用于減少方法調(diào)用的次數(shù)，通過緩存方法的返回結(jié)果來提高應(yīng)用程序的性能。

核心原理是，Spring 提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)抽象，可以插拔式接入不同的緩存實(shí)現(xiàn)。但對于開發(fā)使用時(shí)，無需關(guān)注底層使用哪套緩存源，上層使用時(shí)的都是標(biāo)準(zhǔn)一套方式，如 @Cacheable ...

這便是 Spring Cacheable 存在的價(jià)值與意義。

流程

作用

• 緩存結(jié)果：@Cacheable 注解的方法在第一次調(diào)用時(shí)會將結(jié)果緩存起來，后續(xù)調(diào)用相同參數(shù)的方法時(shí)，會直接從緩存中獲取結(jié)果，而不再執(zhí)行方法體。
• 提高性能：通過減少重復(fù)計(jì)算和數(shù)據(jù)庫查詢等耗時(shí)操作，提高應(yīng)用程序的響應(yīng)速度和性能。
• 透明性：開發(fā)者無需顯式管理緩存，Spring 自動處理緩存的存儲和檢索。

原理

@Cacheable 的工作機(jī)制依賴于 Spring 的緩存抽象層。以下是其工作原理的關(guān)鍵點(diǎn)：

1. 緩存管理器：Spring 提供了多種緩存管理器（如 ConcurrentMapCacheManager、EhCacheCacheManager、RedisCacheManager 等），用于管理緩存的存儲和檢索。
2. 緩存解析：當(dāng)帶有 @Cacheable 注解的方法被調(diào)用時(shí)，Spring 會檢查緩存中是否存在對應(yīng)的結(jié)果。如果存在，則直接返回緩存結(jié)果；如果不存在，則執(zhí)行方法體并將結(jié)果存入緩存。
3. 緩存鍵：默認(rèn)情況下，緩存鍵是根據(jù)方法參數(shù)自動生成的。可以通過 key 屬性自定義緩存鍵。
4. 條件緩存：可以通過 condition 屬性指定條件表達(dá)式，只有滿足條件時(shí)才會緩存結(jié)果。
5. 緩存命名：通過 value 或 cacheNames 屬性指定緩存的名稱，以便在不同的緩存中存儲結(jié)果。

用法

以下是 @Cacheable 的基本用法示例：

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class ProductService {

    @Cacheable(value = "products", key = "#id")
    public Product getProductById(Long id) {
        ...
        
        // biz logic 
        
        ...
    }
}

關(guān)鍵屬性

• value/cacheNames：指定緩存的名稱。
• key：自定義緩存鍵的生成策略。
• condition：指定緩存條件，只有滿足條件時(shí)才會緩存結(jié)果。
• unless：指定條件表達(dá)式，只有不滿足條件時(shí)才會緩存結(jié)果。

配置

要使用 @Cacheable，需要在 Spring 配置中啟用緩存支持：

import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {
    // 可以在這里配置緩存管理器
}

緩存抽象層

Spring 的緩存抽象層提供了一種統(tǒng)一的方式來管理不同的緩存實(shí)現(xiàn)。

它通過定義一組標(biāo)準(zhǔn)接口和注解，使得開發(fā)者可以輕松地在應(yīng)用程序中集成緩存功能，而無需關(guān)心底層緩存技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)。

這種抽象層的設(shè)計(jì)使得應(yīng)用程序可以在不同的緩存解決方案之間切換，而無需修改業(yè)務(wù)邏輯代碼。

緩存抽象層的核心組件

1. Cache 接口：

   • 定義了緩存的基本操作，如獲取、放置和刪除緩存條目。
   • 常用方法包括 get(Object key)、put(Object key, Object value) 和 evict(Object key)。

2. CacheManager 接口：

   • 管理多個(gè) Cache 實(shí)例，提供對緩存的訪問。
   • 負(fù)責(zé)根據(jù)緩存名稱獲取對應(yīng)的 Cache 實(shí)例。
   • 常用方法包括 getCache(String name) 和 getCacheNames()。

3. CacheResolver 接口：

   • 用于解析緩存的策略，決定使用哪個(gè)緩存。
   • 可以自定義實(shí)現(xiàn)以滿足復(fù)雜的緩存解析需求。

4. CacheErrorHandler 接口：

   • 定義了處理緩存操作異常的策略。
   • 可以自定義實(shí)現(xiàn)以處理緩存操作中的異常情況。

緩存注解

Spring 提供了一組注解來簡化緩存操作：

• @Cacheable：用于標(biāo)記方法的返回結(jié)果可以被緩存。
• @CachePut：用于更新緩存，不影響方法的執(zhí)行。
• @CacheEvict：用于從緩存中移除一個(gè)或多個(gè)條目。
• @Caching：用于組合多個(gè)緩存操作注解。

緩存管理器

緩存管理器（CacheManager）是 Spring 緩存抽象層的核心組件之一。它負(fù)責(zé)管理應(yīng)用程序中的多個(gè)緩存實(shí)例，并提供對這些緩存的統(tǒng)一訪問接口。

通過緩存管理器，開發(fā)者可以輕松地在應(yīng)用程序中集成和管理緩存功能。

緩存管理器的核心功能

1. 緩存實(shí)例管理：

   • 緩存管理器負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理多個(gè)緩存實(shí)例。每個(gè)緩存實(shí)例通常對應(yīng)一個(gè)特定的緩存區(qū)域或命名空間。

2. 緩存訪問接口：

   • 提供統(tǒng)一的接口來訪問和操作緩存實(shí)例。開發(fā)者可以通過緩存管理器獲取特定名稱的緩存，并對其進(jìn)行操作。

3. 緩存配置：

   • 緩存管理器允許配置緩存的行為，如過期策略、存儲策略和序列化策略等。

常見的緩存管理器實(shí)現(xiàn)

Spring 提供了多種緩存管理器實(shí)現(xiàn)，支持不同的緩存存儲技術(shù)：

1. ConcurrentMapCacheManager：

   • 基于 Java 的 ConcurrentHashMap 實(shí)現(xiàn)的簡單內(nèi)存緩存管理器。
   • 適合開發(fā)和測試環(huán)境，不適合生產(chǎn)環(huán)境的分布式緩存需求。

2. EhCacheCacheManager：

   • 支持 EhCache 的緩存管理器，適合需要持久化和高級緩存特性的場景。

3. RedisCacheManager：

   • 支持 Redis 的緩存管理器，適合分布式緩存場景，提供高性能和可擴(kuò)展性。

4. CaffeineCacheManager：

   • 支持 Caffeine 的緩存管理器，提供高性能的內(nèi)存緩存，適合需要低延遲的應(yīng)用。

5. GuavaCacheManager：

   • 支持 Guava 的緩存管理器，適合簡單的內(nèi)存緩存需求。

默認(rèn)緩存管理器？

如果不顯示指定緩存管理器，系統(tǒng)會默認(rèn)使用哪個(gè)緩存管理器？

如果在 Spring 應(yīng)用中啟用了緩存功能（通過 @EnableCaching 注解），但沒有顯式配置緩存管理器，Spring 會使用默認(rèn)的緩存管理器。

具體來說，Spring Boot 會自動配置一個(gè)基于 ConcurrentMapCacheManager 的緩存管理器。

默認(rèn)緩存管理器：ConcurrentMapCacheManager

• 實(shí)現(xiàn)：ConcurrentMapCacheManager 是基于 Java 的 ConcurrentHashMap 實(shí)現(xiàn)的簡單內(nèi)存緩存管理器。

• 特性：

  • 線程安全：由于使用了 ConcurrentHashMap，它是線程安全的。
  • 簡單易用：適合開發(fā)和測試環(huán)境，因?yàn)樗恍枰魏瓮獠恳蕾嚒?/li>
  • 非持久化：緩存數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，應(yīng)用程序重啟后數(shù)據(jù)會丟失。
  • 單節(jié)點(diǎn)：不支持分布式緩存，僅適用于單節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。

使用場景

• 開發(fā)和測試：由于其簡單性和易用性，ConcurrentMapCacheManager 非常適合在開發(fā)和測試階段使用。
• 小型應(yīng)用：對于不需要分布式緩存和持久化的簡單應(yīng)用，也可以使用這種默認(rèn)緩存管理器。

指定緩存管理器

當(dāng)然，最常見的、也是最推薦的是顯示指定緩存管理器。

以下是配置 RedisCacheManager 的示例：

import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializationContext;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

import java.time.Duration;

@Configuration
@EnableCaching
public class RedisCacheConfig {

    @Bean
    public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisCacheConfiguration cacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .entryTtl(Duration.ofMinutes(60)) // 設(shè)置緩存過期時(shí)間
                .disableCachingNullValues()
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new StringRedisSerializer()))
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(RedisSerializer.json()));

        return RedisCacheManager.builder(redisConnectionFactory)
                .cacheDefaults(cacheConfiguration)
                .build();
    }
}

配置多個(gè)緩存管理器？

如果配置了多個(gè)緩存管理器，系統(tǒng)如何選擇？

在 Spring 應(yīng)用中，如果配置了多個(gè)緩存管理器，系統(tǒng)需要一種機(jī)制來選擇使用哪個(gè)緩存管理器。Spring 的緩存抽象

通常有幾種方式，如下：

選擇緩存管理器的機(jī)制

1. 默認(rèn)緩存管理器：

   • 如果沒有特別指定，Spring 會使用默認(rèn)的緩存管理器。默認(rèn)緩存管理器通常是通過 @Primary 注解標(biāo)記的緩存管理器。
   • 如果沒有標(biāo)記 @Primary，Spring 會嘗試使用第一個(gè)找到的緩存管理器。

2. 自定義 CacheResolver：

   • 你可以實(shí)現(xiàn) CacheResolver 接口來自定義緩存解析邏輯。通過自定義 CacheResolver，可以根據(jù)方法參數(shù)、注解屬性或其他上下文信息來動態(tài)選擇緩存管理器。
   • 自定義的 CacheResolver 可以通過 @Cacheable、@CachePut 和 @CacheEvict 注解的 cacheResolver 屬性來指定。

自定義處理器：

@Configuration
public class CustomCacheResolverConfig {

    @Bean
    public CacheResolver customCacheResolver(CacheManager memoryCacheManager, CacheManager redisCacheManager) {
        // 自定義邏輯來選擇緩存管理器
        return new SimpleCacheResolver(memoryCacheManager); // 示例中簡單使用內(nèi)存緩存
    }
}

使用緩存時(shí)，指定處理器：

@Service
public class ProductService {

    @Cacheable(value = "products", key = "#id", cacheResolver = "customCacheResolver")
    public Product getProductById(Long id) {
        
        // ...
        
    }
}

3. 使用緩存時(shí)，指定緩存管理器 cacheManager

@Cacheable(cacheNames = "getItemDetail", cacheManager = "simpleCacheManager", unless = "#result.size() == 0")
public Collection<BillItemDTO> getItemDetail() {
 
   // ...
    
}

如果有多個(gè)緩存管理器，這里推薦指定緩存管理器，更加直觀易懂.

總結(jié)

@Cacheable 是一個(gè)強(qiáng)大的注解，用于在 Spring 應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)方法級緩存。通過緩存方法的返回結(jié)果，可以顯著提高應(yīng)用程序的性能。

Spring 提供了靈活的緩存管理機(jī)制，支持多種緩存存儲方案，并允許開發(fā)者自定義緩存鍵和條件。

Spring 通過抽離抽象層，支持多套不同緩存，我們也可以同時(shí)使用多套不同的緩存以滿足不同需求。

到此這篇關(guān)于Spring @Cacheable 的使用小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring @Cacheable 內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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