5、Spring Boot缓存

1.JSR107

Java Caching定义了5个核心接口，分别是CachingProvider、CacheManager、Cache、Entry、Expiry。

CachingProvider：定义了创建、配置、获取、管理和控制多个CacheManager。一个应用可以在运行期访问多个CachingProvider。

CacheManager：定义了创建、配置、获取、管理和控制多个唯一命名的Cache，这些Cache存在于CacheManager的上下文中。一个CacheManager仅被一个CachingProvider所拥有。

Cache：是一个类似Map的数据结构并临时存储以Key为索引的值。一个Cache仅被一个CacheManager所拥有。

Entry：是一个存储在Cache中的key-value对。

Expiry：每一个存储在Cache中的条目有一个定义的有效期。一旦超过这个时间，条目为过期的状态。一旦过期，条目将不可访问、更新和删除。缓存有效期可以通过ExpiryPolicy设置。

2.Spring缓存抽象

Spring从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；

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；

每次调用需要缓存功能的方法时，Spring会检查检查指定参数的指定的目标方法是否已经被调用过；如果有就直接从缓存中获取方法调用后的结果，如果没有就调用方法并缓存结果后返回给用户。下次调用直接从缓存中获取。

使用Spring缓存抽象时我们需要关注以下两点

确定方法需要被缓存以及他们的缓存策略

从缓存中读取之前缓存存储的数据

(1).搭建环境

1).导入数据库文件

com.hosystem.cache.bean.Department

package com.hosystem.cache.bean;

import java.io.Serializable;

public class Department implements Serializable {

private Integer id;

private String departmentName;

public Department() {

super();

// TODO Auto-generated constructor stub

   }

public Department(Integer id, String departmentName) {

super();

this.id = id;

this.departmentName = departmentName;

}

public Integer getId() {

return id;

}

public void setId(Integer id) {

this.id = id;

}

public String getDepartmentName() {

return departmentName;

}

public void setDepartmentName(String departmentName) {

this.departmentName = departmentName;

}

@Override

public String toString() {

return "Department [id=" + id + ", departmentName=" + departmentName + "]";

}

}

com.hosystem.cache.bean.Employee

package com.hosystem.cache.bean;

import java.io.Serializable;

public class Employee implements Serializable{

private Integer id;

private String lastName;

private String email;

private Integer gender; //性别 1男  0女

   private Integer dId;

public Employee() {

super();

}

public Employee(Integer id, String lastName, String email, Integer gender, Integer dId) {

super();

this.id = id;

this.lastName = lastName;

this.email = email;

this.gender = gender;

this.dId = dId;

}

public Integer getId() {

return id;

}

public void setId(Integer id) {

this.id = id;

}

public String getLastName() {

return lastName;

}

public void setLastName(String lastName) {

this.lastName = lastName;

}

public String getEmail() {

return email;

}

public void setEmail(String email) {

this.email = email;

}

public Integer getGender() {

return gender;

}

public void setGender(Integer gender) {

this.gender = gender;

}

public Integer getdId() {

return dId;

}

public void setdId(Integer dId) {

this.dId = dId;

}

@Override

public String toString() {

return "Employee [id=" + id + ", lastName=" + lastName + ", email=" + email + ", gender=" + gender + ", dId="

            + dId + "]";

}

}

(2).注解使用

com.hosystem.cache.service.EmployeeService

package com.hosystem.cache.service;

import com.hosystem.cache.bean.Employee;

import com.hosystem.cache.mapper.EmployeeMapper;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.cache.annotation.*;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service

@CacheConfig(cacheNames = "emp")

public class EmployeeService {

@Autowired

EmployeeMapper employeeMapper;

/**

     *  将方法的运行结果进行缓存;下次在调用相同的数据，直接从缓存中获取，不再调用方法;

     *

     *  CacheManager管理多个cache组件，对缓存的真正CRUD操作在Cache组件中，每一个缓存组件有自己唯一一个名字

     *  工作原理:

     *      1.自动配置类:CacheAutoConfiguration

     *      2.缓存配置类:GenericCacheConfiguration、JCacheCacheConfiguration、EhCacheCacheConfiguration、HazelcastCacheConfiguration、InfinispanCacheConfiguration、CouchbaseCacheConfiguration、RedisCacheConfiguration、CaffeineCacheConfiguration、SimpleCacheConfiguration、NoOpCacheConfiguration

     *          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.SimpleCacheConfiguration

     *          org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration

     *      3.配置类默认生效:SimpleCacheConfiguration

     *      4.给容器中注册了一个cacheManager:ConcurrentMapCacheManager

     *      5.可以获取、创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件;它的作用是将数据保存在ConcurrentMap中

     *

     *  @Cacheable 运行流程:

     *      1.方法运行之前，先去查找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该缓存则会自动创建

     *      2.去Cache中查找缓存的内容，使用一个key，默认为方法的参数；

     *        (1).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

     *        (2).默认使用SimpleKeyGenerator生成key默认策略:若无参数,key = new SimpleKey();|如果有单个参数,key=参数值;|如果有多个参数,key = new SimpleKey(params);

     *      3.若为查找到缓存就调用方法

     *      4.将方法返回的结果，放入缓存中

     *      @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查找缓存，如果缓存不存在，则运行方法并将结果放入缓存

     *  核心:

     *      1.使用CacheManager[ConcurrentMapCacheManager]按照名字获取cache[ConcurrentHashMapCache]组件

     *      2.key使用keyGenerator生成,默认是SimpleKeyGenerator

     *

     *  属性:value、cacheNames、key、keyGenerator、cacheManager、cacheResolver、condition、unless、sync

     *      value/cacheNames:指定缓存组件的名字

     *      key:缓存数据使用的key,可以用它指定参数。默认是使用方法参数的值

     *          SpEL: #id:参数id的值  #a0 #p0 #root.args[0]

     *      keyGenerator:key生成器;可以指定key生成器组件id;

     *          注：keyGenerator和key只能二选一

     *      cacheManager:指定缓存管理器

     *      cacheResolver:指定获取解析器

     *      condition:指定符合条件情况下缓存

     *      unless：否定缓存;当unless指定条件为true时,方法返回值不会被缓存;可以获取结果进行判断

     *      sync:是否使用异步模式

     */

    //cacheNames = "emp":

    //condition = "#id>0":只有当id>0的时候再进行缓存

    //condition = "#a0>1":只有当第一个参数>1时候才进行缓存

    //unless = "#result==null":当返回结果为空时不进行缓存

    //unless = "#a0==2":如果第一个参数的结果为2，则结果不缓存

    //key = "#root.methodName+'['+#id+']'"

    //keyGenerator = "myKeyGenerator":自定义key

    @Cacheable(cacheNames = "emp"/*,condition = "#a0>1",unless = "#a0==2"*/)

public Employee getEmp(Integer id){

System.out.println("查询"+id+"号员工");

Employee emp = employeeMapper.getEmpById(id);

return emp;

}

/**

     *  @CachePut:调用方法同时更新缓存数据

     *  修改数据库某个数据 同时更新缓存

     *

     *  运行时间:

     *    1.先调用方法

     *    2.将方法的结果缓存起来

     *

     *  测试步骤:

     *    1.查询1号员工;查询到的结果会放在缓存中 key:1 value:lastName:张三

     *    2.查询结果照旧

     *    3.更新1号员工信息[emp?id=1&lastName=zhangs&gender=0];将方法的返回值也放进缓存中 key:传入的employee对象 值:返回的employee对象

     *    4.查询1号员工;查询结果为未更新前的数据[1号员工的信息没有在缓存中更新]

     *      key = "#employee.id":使用传入参数的员工id进行更新

     *      key = "#result.id":使用返回后的id

     *      注:@Cacheable的key是不能够使用#result

     */

    @CachePut(value = "emp",key = "#result.id")

public Employee updateEmp(Employee employee){

System.out.println("update" + employee);

employeeMapper.updateEmp(employee);

return employee;

}

/**

     *  @CacheEvict:缓存清除

     */

    //key = "#id":指定key删除缓存

    //allEntries = true:删除缓存中所有数据 默认参数为false

    //beforeInvocation=false:缓存的清除是否在方法之前执行 默认是false，即清除缓存操作在方法执行之后执行 如果方法出现异常缓存就不会清除

    //beforeInvocation = true:清除缓存操作在方法执行之前执行 如果方法出现异常缓存也会清除

    @CacheEvict(value = "emp"/*,key = "#id"*//*,allEntries = true*/,beforeInvocation = true)

public void deleteEmp(Integer id){

System.out.println("delete"+id);

//        employeeMapper.deleteEmpById(id);

        int i = 10/0;

}

@Caching(

cacheable =  {

@Cacheable(value="emp",key="#lastName")

},

put = {

@CachePut(value = "emp",key = "#result.id"),

@CachePut(value = "emp",key = "#result.email")

}

)

public Employee getEmpByLastName(String lastName){

return employeeMapper.getEmpByLastName(lastName);

}

}

com.hosystem.cache.service.DeptService

package com.hosystem.cache.service;

import com.hosystem.cache.bean.Department;

import com.hosystem.cache.mapper.DepartmentMapper;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service

public class DeptService {

@Autowired

DepartmentMapper departmentMapper;

/**

     *  缓存的数据能存入redis

     *  第二次从缓存中查询就不能恢复反序列化

     *  存的是dept的json;cachemanager默认使用RedisTemplate<Object, Employee>操作Redis

     *

     * @param id

     * @return

     */

    @Cacheable(cacheNames = "dept")

public Department getDeptById(Integer id){

System.out.println("查询部门"+id);

Department mapper = departmentMapper.getDeptById(id);

return mapper;

}

}

com.hosystem.cache.controller.EmployeeController

package com.hosystem.cache.controller;

import com.hosystem.cache.bean.Employee;

import com.hosystem.cache.service.EmployeeService;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController

public class EmployeeController {

@Autowired

EmployeeService employeeService;

@GetMapping("/emp/{id}")

public Employee getEmployee(@PathVariable("id") Integer id){

Employee employee = employeeService.getEmp(id);

return employee;

}

@GetMapping("/emp")

public Employee update(Employee employee){

Employee emp = employeeService.updateEmp(employee);

return emp;

}

@GetMapping("/delemp")

public String deleteEmp(Integer id){

employeeService.deleteEmp(id);

return "success";

}

@GetMapping("/emp/lastname/{lastName}")

public Employee getEmpByLastName(@PathVariable("lastName") String lastName){

return employeeService.getEmpByLastName(lastName);

}

}

com.hosystem.cache.Springboot01CacheApplication

package com.hosystem.cache;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;

/**

 *  搭建环境

 *  1. 导入数据库文件  创建department和employee表

 *  2. 创建javaBean封装数据

 *  3. 整合mybatis操作数据库

 *     1).配置数据源

 *     2).使用注解版mybatis

 *        (1).@MapperScan指定需要扫描的mapper接口所在的包

 *

 *  使用缓存

 *  1. 开启注解缓存 @EnableCaching

 *  2. 标注缓存注解

 *     @Cacheable：针对方法配置，能够根据方法的请求参数对其结果进行缓存

 *     @CacheEvict：清空缓存

 *     @CachePut：保证方法被调用，又希望结果被缓存

 *

 * 默认使用的ConcurrentMapCacheManager--->ConcurrentMapCache 将数据保存在ConcurrentMap<Object,Object>中

 * 开发中常使用其它缓存中间件:Redis、memcahced

 *

 * 整合Redis作为缓存

 * Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。

 * 1.安装docker:https://www.cnblogs.com/HOsystem/p/13789551.html

 * 2.安装Redis(通过docker):https://www.cnblogs.com/HOsystem/p/13850049.html

 * 3.配置Redis

 * 4.测试缓存

 *    原理:CacheManager===Cache 缓存组件来实际给缓存中存储数据

 *    (1).引入redis的starter,容器中保存的是org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager

 *    (2).org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager帮忙创建org.springframework.data.redis.cache.RedisCache作为缓存组件;

 *       org.springframework.data.redis.cache.RedisCache通过操作redis缓存数据的

 *    (3).默认保存数据k-v都是object 利用序列化保存;如何保存为json;

 *       1).引入了redis的starter，cachemanager变为RedisCacheManage

 *       2).默认创建RedisCacheManage操作redis的时候使用的是RedisTemplate<Object,Object>

 *       3).RedisTemplate<Object,Object>默认使用jdk的序列化机制

 *    (4).自定义CacheManager

 *

 */

@MapperScan("com.hosystem.cache.mapper")

@EnableCaching

@SpringBootApplication

public class Springboot01CacheApplication {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(Springboot01CacheApplication.class, args);

}

}

(3).docker

1).安装docker

https://www.cnblogs.com/HOsystem/p/13789551.html

2).安装redis

https://www.cnblogs.com/HOsystem/p/13850049.html

3).测试Redis

com.hosystem.cache.Springboot01CacheApplicationTests

package com.hosystem.cache;

import com.hosystem.cache.bean.Employee;

import com.hosystem.cache.mapper.EmployeeMapper;

import com.sun.xml.internal.ws.api.ha.StickyFeature;

import org.junit.jupiter.api.Test;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;

import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;

import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;

import org.springframework.lang.Nullable;

@SpringBootTest

class Springboot01CacheApplicationTests {

@Autowired

EmployeeMapper employeeMapper;

@Autowired

StringRedisTemplate stringRedisTemplate;  //操作k-v是字符串形式

   @Autowired

RedisTemplate redisTemplate;   //k-v都是对象

   @Autowired

RedisTemplate<Object,Employee> empRedisTemplate;

/**

    *     Redis常见五大数据类型

    *        String(字符串)、List(列表)、Hash(散列)、Set(集合)、ZSet(有序集合)

    *        stringRedisTemplate.opsForValue():String(字符串)

    *        stringRedisTemplate.opsForList():List(列表)

    *        stringRedisTemplate.opsForHash():Hash(散列)

    *        stringRedisTemplate.opsForSet():Set(集合)

    *        stringRedisTemplate.opsForZSet():ZSet(有序集合)

    */

   @Test

public void test01(){

//redis保存数据

//    stringRedisTemplate.opsForValue().append("msg","hello");

      String msg = stringRedisTemplate.opsForValue().get("msg");

System.out.println(msg);

//    stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("mylist","1");

//    stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("mylist","2");

   }

//测试保存对象

   @Test

public void test02(){

Employee empById = employeeMapper.getEmpById(1);

//默认保存对象，使用jdk序列化机制，序列化后的数据保存到redis中

//    redisTemplate.opsForValue().set("emp-01",empById);

      //1.将数据以json的方式保存

         //(1).将对象转为json

         //(2).redisTemplate默认序列化规则;自定义默认序列化规则

            //    private RedisSerializer keySerializer = null;

            //    private RedisSerializer valueSerializer = null;

            //    private RedisSerializer hashKeySerializer = null;

            //    private RedisSerializer hashValueSerializer = null;

            //    private RedisSerializer<String> stringSerializer = RedisSerializer.string();

      empRedisTemplate.opsForValue().set("emp-01",empById);

}

@Test

public void contextLoads() {

Employee empById = employeeMapper.getEmpById(1);

System.out.println(empById);

}

}

docker启动redis失败

Error response from daemon: Cannot start container 53fe1fcb2e05214c6f853ef2fe9f65539e69fdc7d6a454bfb073c10c2fba82dd: iptables failed: iptables -t nat -A DOCKER -p tcp -d 0/0 --dport 6379 -j DNAT --to-destination 172.17.0.3:6379 ! -i docker0: iptables: No chain/target/match by that name.

我们首先对iptables进行防火墙规则配置 允许6379端口可以访问

docker启动redis失败

[root@pluto sysconfig]# docker run -d -p 6379:6379 --name myredis redis

Error response from daemon: Conflict. The name "myredis" is already in use by container 53fe1fcb2e05. You have to delete (or rename) that container to be able to reuse that name.

[root@pluto sysconfig]# docker ps -a

CONTAINER ID        IMAGE                       COMMAND                CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES

53fe1fcb2e05        redis                       "docker-entrypoint.s   2 minutes ago                                                       myredis

[root@pluto sysconfig]# docker rm 53fe1fcb2e05

(4).自定义CacheManager

*   整合Redis作为缓存

*  Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。

*  1.安装docker:https://www.cnblogs.com/HOsystem/p/13789551.html

*  2.安装Redis(通过docker):https://www.cnblogs.com/HOsystem/p/13850049.html

*  3.配置Redis

*  4.测试缓存

*     原理:CacheManager===Cache 缓存组件来实际给缓存中存储数据

*     (1).引入redis的starter,容器中保存的是org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager

*     (2).org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager帮忙创建org.springframework.data.redis.cache.RedisCache作为缓存组件;

*        org.springframework.data.redis.cache.RedisCache通过操作redis缓存数据的

*     (3).默认保存数据k-v都是object 利用序列化保存;如何保存为json;

*        1).引入了redis的starter，cachemanager变为RedisCacheManage

*        2).默认创建RedisCacheManage操作redis的时候使用的是RedisTemplate<Object,Object>

*        3).RedisTemplate<Object,Object>默认使用jdk的序列化机制

*     (4).自定义CacheManager

@Autowired

StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@Autowired

RedisTemplate redisTemplate;

pom.xml

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