SpringBoot(七) SpringBoot中的缓存机制

随着时间的积累，应用的使用用户不断增加，数据规模也越来越大，往往数据库查询操作会成为影响用户使用体验的瓶颈，此时使用缓存往往是解决这一问题非常好的手段之一。Spring 3开始提供了强大的基于注解的缓存支持，可以通过注解配置方式低侵入的给原有Spring应用增加缓存功能，提高数据访问性能。

SpringBoot中的Cache缓存

1、基本概念

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；同时支持JCache（JSR-107）注解。

Cache	缓存接口，定义缓存操作，实现有：RedisCache、EhCacheCache、ConcurrentMapCache等
CacheManager	缓存管理器，管理各种缓存（Cache）组件
@Cacheable	针对方法配置，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 update，调用，将信息更新缓存
@EnableCaching	开启基于注解的缓存
KeyGenerator	缓存数据时key生成的策略
serialize	缓存数据时value序列化策略

2、整合项目

1、新建一个SpringBoot1.5+web+mysql+mybatis+cache

2、编写配置文件，连接Mysql

spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://192.168.1.125:3306/test01
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true
server.port=9000

3、创建JaveBean实例

public class Employee {
    private Integer id;
    private String lastName;
    private String gender;
    private String email;
    private Integer 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 getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }

    public Integer getdId() {
        return dId;
    }

    public void setdId(Integer dId) {
        this.dId = dId;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "id=" + id +
                ", lastName='" + lastName + '\'' +
                ", gender='" + gender + '\'' +
                ", email='" + email + '\'' +
                ", dId=" + dId +
                '}';
    }
}

4、创建mapper接口映射数据库，并访问数据库中的数据

import com.wdjr.cache.bean.Employee;
import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
import org.apache.ibatis.annotations.Update;

@Mapper
public interface EmployeeMapper {

    @Select("SELECT * FROM employee WHERE id = #{id}")
    public Employee getEmpById(Integer id);
    @Update("UPDATE employee SET lastName=#{lastName},email=#{email},gender=#{gender},d_id=#{dId} WHERE id=#{id}")
    public void updateEmp(Employee employee);
}

5、在pom.xml中引入cache依赖

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

6、主程序添加注解MapperScan，并且使用@EnableCaching，开启缓存功能

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;

@EnableCaching
@MapperScan("com.wdjr.cache.mapper")
@SpringBootApplication
public class Springboot01CacheApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Springboot01CacheApplication.class, args);
    }
}

7、编写service，来具体实现mapper中的方法，使用@Cacheable增加缓存

import com.wdjr.cache.bean.Employee;
import com.wdjr.cache.mapper.EmployeeMapper;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class EmployeeService {

    @Autowired
    EmployeeMapper employeeMapper;

    /**
     * 将方法的运行结果进行缓存，以后要是再有相同的数据，直接从缓存中获取，不用调用方法
     * CacheManager中管理多个Cache组件，对缓存的真正CRUD操作在Cache组件中，每个缓存组件都有自己的唯一名字；
     *
     * 属性：
     *  CacheName/value:指定存储缓存组件的名字
     *  key:缓存数据使用的key,可以使用它来指定。默认是使用方法参数的值，或方法的返回值
     *  编写Spel表达式：#id 参数id的值， #a0/#p0 #root.args[0]
     *  keyGenerator:key的生成器，自己可以指定key的生成器的组件id
     *  key/keyGendertor二选一使用
     *
     *  cacheManager指定Cache管理器，或者cacheReslover指定获取解析器
     *  condition:指定符合条件的情况下，才缓存；
     *  unless：否定缓存，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
     *  sync:是否使用异步模式，unless不支持
     *
     *
     */
    @Cacheable(cacheNames = {"emp"},key = "#id",condition = "#id>0",unless = "#result==null")
    public Employee getEmp(Integer id){
        System.out.println("查询id= "+id+"的员工");
        return employeeMapper.getEmpById(id);
    }
}

8、编写controller测试

@RestController
public class EmployeeController {
    @Autowired
    EmployeeService employeeService;

    @GetMapping("/emp/{id}")
    public Employee getEmp(@PathVariable("id")Integer id){
        return employeeService.getEmp(id);
    }
}

9、查看结果。具体结果就不截图了，缓存功能开启， 如果条件相同，只会查询一次数据库。

Cache注解

• @CacheConfig：主要用于配置该类中会用到的一些共用的缓存配置。在这里@CacheConfig(cacheNames = "users")：配置了该数据访问对象中返回的内容将存储于名为users的缓存对象中，我们也可以不使用该注解，直接通过@Cacheable自己配置缓存集的名字来定义。
  • 　　该注解是整合了Cacheable /Cacheput / CacheEvict。设置在类上，该类的方法上面的cache注解均不用设置name。
• @Cacheable：配置了findByName函数的返回值将被加入缓存。同时在查询时，会先从缓存中获取，若不存在才再发起对数据库的访问。该注解主要有下面几个参数：
  • value、cacheNames：两个等同的参数（cacheNames为Spring 4新增，作为value的别名），用于指定缓存存储的集合名。由于Spring 4中新增了@CacheConfig，因此在Spring 3中原本必须有的value属性，也成为非必需项了
  • key：缓存对象存储在Map集合中的key值，非必需，缺省按照函数的所有参数组合作为key值，若自己配置需使用SpEL表达式，比如：@Cacheable(key = "#p0")：使用函数第一个参数作为缓存的key值，更多关于SpEL表达式的详细内容可参考官方文档
  • condition：缓存对象的条件，非必需，也需使用SpEL表达式，只有满足表达式条件的内容才会被缓存，比如：@Cacheable(key = "#p0", condition = "#p0.length() < 3")，表示只有当第一个参数的长度小于3的时候才会被缓存，若做此配置上面的AAA用户就不会被缓存，读者可自行实验尝试。
  • unless：另外一个缓存条件参数，非必需，需使用SpEL表达式。它不同于condition参数的地方在于它的判断时机，该条件是在函数被调用之后才做判断的，所以它可以通过对result进行判断。
  • keyGenerator：用于指定key生成器，非必需。若需要指定一个自定义的key生成器，我们需要去实现org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator接口，并使用该参数来指定。需要注意的是：该参数与key是互斥的
  • cacheManager：用于指定使用哪个缓存管理器，非必需。只有当有多个时才需要使用
  • cacheResolver：用于指定使用那个缓存解析器，非必需。需通过org.springframework.cache.interceptor.CacheResolver接口来实现自己的缓存解析器，并用该参数指定。

除了上面的两个注解外，还有一些其他的注解。

• @Cacheput：既调用方法，又更新缓存数据。也就是修改数据库的某个数据，同时更新缓存。步骤：先运行方法，再将目标结果缓存起来。
  • 如果需要使用该注解，不仅需要加入注解，还需要设置注解的key的值需要和查询出来的key一致，否则不会改变cache缓存中的数据。
• @CacheEvict：清除缓存。使用key删除缓存数据。
  • 特有的两个属性：
    • allEntries = true,代表不论清除哪个key，都重新刷新缓存
    • beforeInvocation=true.方法执行前，清空缓存，无论发不发生异常，都会清除缓存。false则是方法执行后，情况缓存。默认是false,如果程序异常，就不会清除缓存。

使用Redis做集中式缓存

默认的缓存是在内存中定义HashMap，在实际的开发生产中，经常使用Redis作为缓存中间件，而不使用cache。

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。也是以key-value的形式进行存储数据的一款非关系型数据库。

步骤：

1、安装Redis：将安装redis在虚拟机中(docker)。  推荐去docker中国中去下载。

#拉取redis镜像
docker pull redis
#启动redis，并对外发开，使外部可以连接到虚拟机中的rdeis
 docker run -d -p 6379:6379 --name redis01 bfcb1f6df2db

安装后可以使用 Redis Desktop Manager管理工具去管理redis。

2、Redis的Tempate

Redis的常用五大数据类型

String【字符串】、List【列表】、Set【集合】、Hash【散列】、ZSet【有序集合】

分为两种一种是StringRedisTemplate，另一种是RedisTemplate

根据不同的数据类型，大致的操作也分为这5种，以StringRedisTemplate为例

tringRedisTemplate.opsForValue()  --String
stringRedisTemplate.opsForList()  --List
stringRedisTemplate.opsForSet()  --Set
stringRedisTemplate.opsForHash()  --Hash
stringRedisTemplate.opsForZset()  -Zset

　a.导入Redis依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

　b.修改配置文件

spring.redis.host=192.168.1.125

3.添加测试类

    @Autowired
    StringRedisTemplate stringRedisTemplate;//操作字符串【常用】

    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;//操作k-v都是对象
    @Test
    public void test01(){
//        stringRedisTemplate.opsForValue().append("msg", "hello");
        String msg = stringRedisTemplate.opsForValue().get("msg");
        System.out.println(msg);
    } 

我们需要做的配置和测试到这里就已经完成了。

并且Spring Boot会在侦测到存在Redis的依赖并且Redis的配置是可用的情况下，还可以使用RedisCacheManager初始化CacheManager。

3、保存对象

• 如果要直接保存对象，需要使用JDK序列化机制，现将对象序列化后再近些保存Redis中。
• 将对象转换成JSON格式，存储到Redis中。
• 第一种方式：自己将对象转换成JSON。（fastJson）
• 第二种方式：新建一个Redis的配置类MyRedisConfig。（redisTemplate中默认改变的序列化规则）

@Configuration
public class MyRedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate(
            RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
            throws UnknownHostException {
        RedisTemplate<Object, Employee> template = new RedisTemplate<Object, Employee>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        Jackson2JsonRedisSerializer<Employee> jsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<Employee>(Employee.class);
        template.setDefaultSerializer(jsonRedisSerializer);
        return template;
    }