强大的Spring缓存技术（下）

基本原理

一句话介绍就是Spring AOP的动态代理技术。 如果读者对Spring AOP不熟悉的话，可以去看看官方文档

扩展性

直到现在，我们已经学会了如何使用开箱即用的 spring cache，这基本能够满足一般应用对缓存的需求。

但现实总是很复杂，当你的用户量上去或者性能跟不上，总需要进行扩展，这个时候你或许对其提供的内存缓存不满意了，因为其不支持高可用性，也不具备持久化数据能力，这个时候，你就需要自定义你的缓存方案了。

还好，spring 也想到了这一点。我们先不考虑如何持久化缓存，毕竟这种第三方的实现方案很多。

我们要考虑的是，怎么利用 spring 提供的扩展点实现我们自己的缓存，且在不改原来已有代码的情况下进行扩展。

首先，我们需要提供一个 CacheManager 接口的实现，这个接口告诉 spring 有哪些 cache 实例，spring 会根据 cache 的名字查找 cache 的实例。另外还需要自己实现 Cache 接口，Cache 接口负责实际的缓存逻辑，例如增加键值对、存储、查询和清空等。

利用 Cache 接口，我们可以对接任何第三方的缓存系统，例如 EHCache、OSCache，甚至一些内存数据库例如 memcache 或者 redis 等。下面我举一个简单的例子说明如何做。

import java.util.Collection;

import org.springframework.cache.support.AbstractCacheManager;

public class MyCacheManager extends AbstractCacheManager {

private Collection<? extends MyCache> caches;

/**

* Specify the collection of Cache instances to use for this CacheManager.

*/

public void setCaches(Collection<? extends MyCache> caches) {

this.caches = caches;

}

@Override

protected Collection<? extends MyCache> loadCaches() {

return this.caches;

}

}

上面的自定义的 CacheManager 实际继承了 spring 内置的 AbstractCacheManager，实际上仅仅管理 MyCache 类的实例。

下面是MyCache的定义：

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

import org.springframework.cache.Cache;

import org.springframework.cache.support.SimpleValueWrapper;

public class MyCache implements Cache {

private String name;

private Map<String,Account> store = new HashMap<String,Account>();;

public MyCache() {

}

public MyCache(String name) {

this.name = name;

}

@Override

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

@Override

public Object getNativeCache() {

return store;

}

@Override

public ValueWrapper get(Object key) {

ValueWrapper result = null;

Account thevalue = store.get(key);

if(thevalue!=null) {

thevalue.setPassword("from mycache:"+name);

result = new SimpleValueWrapper(thevalue);

}

return result;

}

@Override

public void put(Object key, Object value) {

Account thevalue = (Account)value;

store.put((String)key, thevalue);

}

@Override

public void evict(Object key) {

}

@Override

public void clear() {

}

}

上面的自定义缓存只实现了很简单的逻辑，但这是我们自己做的，也很令人激动是不是，主要看 get 和 put 方法，其中的 get 方法留了一个后门，即所有的从缓存查询返回的对象都将其 password 字段设置为一个特殊的值，这样我们等下就能演示“我们的缓存确实在起作用！”了。

这还不够，spring 还不知道我们写了这些东西，需要通过 spring*.xml 配置文件告诉它

<cache:annotation-driven />

<bean id="cacheManager" class="com.rollenholt.spring.cache.MyCacheManager">

<property name="caches">

<set>

<bean

class="com.rollenholt.spring.cache.MyCache"

p:name="accountCache" />

</set>

</property>

</bean>

接下来我们来编写测试代码：

Account account = accountService.getAccountByName("someone");

logger.info("passwd={}", account.getPassword());

account = accountService.getAccountByName("someone");

logger.info("passwd={}", account.getPassword());

上面的测试代码主要是先调用 getAccountByName 进行一次查询，这会调用数据库查询，然后缓存到 mycache 中，然后我打印密码，应该是空的；下面我再次查询 someone 的账号，这个时候会从 mycache 中返回缓存的实例，记得上面的后门么？我们修改了密码，所以这个时候打印的密码应该是一个特殊的值

注意和限制

基于 proxy 的 spring aop 带来的内部调用问题

上面介绍过 spring cache 的原理，即它是基于动态生成的 proxy 代理机制来对方法的调用进行切面，这里关键点是对象的引用问题.

如果对象的方法是内部调用（即 this 引用）而不是外部引用，则会导致 proxy 失效，那么我们的切面就失效，也就是说上面定义的各种注释包括 @Cacheable、@CachePut 和 @CacheEvict 都会失效，我们来演示一下。

public Account getAccountByName2(String accountName) {

return this.getAccountByName(accountName);

}

@Cacheable(value="accountCache")// 使用了一个缓存名叫 accountCache

public Account getAccountByName(String accountName) {

// 方法内部实现不考虑缓存逻辑，直接实现业务

return getFromDB(accountName);

}

上面我们定义了一个新的方法 getAccountByName2，其自身调用了 getAccountByName 方法，这个时候，发生的是内部调用（this），所以没有走 proxy，导致 spring cache 失效

要避免这个问题，就是要避免对缓存方法的内部调用，或者避免使用基于 proxy 的 AOP 模式，可以使用基于 aspectJ 的 AOP 模式来解决这个问题。

@CacheEvict 的可靠性问题

我们看到，@CacheEvict 注释有一个属性 beforeInvocation，缺省为 false，即缺省情况下，都是在实际的方法执行完成后，才对缓存进行清空操作。期间如果执行方法出现异常，则会导致缓存清空不被执行。我们演示一下

// 清空 accountCache 缓存

@CacheEvict(value="accountCache",allEntries=true)

public void reload() {

throw new RuntimeException();

}

我们的测试代码如下：

accountService.getAccountByName("someone");

accountService.getAccountByName("someone");

try {

accountService.reload();

} catch (Exception e) {

//...

}

accountService.getAccountByName("someone");

注意上面的代码，我们在 reload 的时候抛出了运行期异常，这会导致清空缓存失败。上面的测试代码先查询了两次，然后 reload，然后再查询一次，结果应该是只有第一次查询走了数据库，其他两次查询都从缓存，第三次也走缓存因为 reload 失败了。

那么我们如何避免这个问题呢？我们可以用 @CacheEvict 注释提供的 beforeInvocation 属性，将其设置为 true，这样，在方法执行前我们的缓存就被清空了。可以确保缓存被清空。

非 public 方法问题

和内部调用问题类似，非 public 方法如果想实现基于注释的缓存，必须采用基于 AspectJ 的 AOP 机制

Dummy CacheManager 的配置和作用

有的时候，我们在代码迁移、调试或者部署的时候，恰好没有 cache 容器，比如 memcache 还不具备条件，h2db 还没有装好等，如果这个时候你想调试代码，岂不是要疯掉？这里有一个办法，在不具备缓存条件的时候，在不改代码的情况下，禁用缓存。

方法就是修改 spring*.xml 配置文件，设置一个找不到缓存就不做任何操作的标志位，如下

<cache:annotation-driven />

<bean id="simpleCacheManager" class="org.springframework.cache.support.SimpleCacheManager">

<property name="caches">

<set>

<bean

class="org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheFactoryBean"

p:name="default" />

</set>

</property>

</bean>

<bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.support.CompositeCacheManager">

<property name="cacheManagers">

<list>

<ref bean="simpleCacheManager" />

</list>

</property>

<property name="fallbackToNoOpCache" value="true" />

</bean>

注意以前的 cacheManager 变为了 simpleCacheManager，且没有配置 accountCache 实例，后面的 cacheManager 的实例是一个 CompositeCacheManager，他利用了前面的 simpleCacheManager 进行查询，如果查询不到，则根据标志位 fallbackToNoOpCache 来判断是否不做任何缓存操作。

使用 guava cache

<bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.guava.GuavaCacheManager">

<property name="cacheSpecification" value="concurrencyLevel=4,expireAfterAccess=100s,expireAfterWrite=100s" />

<property name="cacheNames">

<list>

<value>dictTableCache</value>

</list>

</property>

</bean>

代码地址：

https://github.com/rollenholt/spring-cache-example