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Spring Cache + Caffeine的整合与使用
来源:cnblogs  作者:Scotyzh  时间:2023/12/15 8:46:55  对本文有异议

前言

对于一些项目里需要对数据库里的某些数据一直重复请求的,且这些数据基本是固定的,在这种情况下,可以借助简单使用本地缓存来缓存这些数据。这些介绍一下Spring Cache和Caffeine的使用。

引入依赖和CacheConfig

在pom文件里面引入下面的依赖:

    <dependency>
      <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
      <artifactId>caffeine</artifactId>
    </dependency>

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

在启动类上加上@EnableCaching的注解

@EnableCaching
public class SpringBootApplication{

}

新建一个CacheConfig类

@Configuration
public class CacheConfig {

    /********************************
     *  @function  : 生成缓存管理器
     *  @parameter : []
     *  @return    : org.springframework.cache.CacheManager
     *  @date      : 2023/12/13 14:46
     ********************************/
    @Primary
    @Bean("customCacheManager")
    public CacheManager customCacheManager() {
        SimpleCacheManager simpleCacheManager = new SimpleCacheManager();
        List<Cache> cacheList = new ArrayList<>();
        cacheList.add(customCache());
        simpleCacheManager.setCaches(cacheList);
        return simpleCacheManager;
    }

    /********************************
     *  @function  : 生成自定义缓存容器
     *  @parameter : []
     *  @return    : org.springframework.cache.Cache
     *  @date      : 2023/12/13 14:46
     ********************************/
    public Cache customCache() {
        return new CaffeineCache("customCache", Caffeine.newBuilder()
                .build(), true);
    }
}

这里customCache()方法我并没有设置相关过期时间和最大值,不设置会导致没有默认过期时间和最大值。如果需要设置可以参考下面的写法

    public Cache customCache() {
        return new CaffeineCache("customCache", Caffeine.newBuilder()
                .maximumSize(100)
                .initialCapacity(100)
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
                .recordStats()
                .build(),
                true);
    }

CaffeineCache参数的讲解

  1. "customCache": 这是缓存的名称。在应用程序中,你可以通过这个名称来获取对应的缓存实例。
  2. Caffeine.newBuilder(): 这是创建Caffeine缓存实例的起始点。newBuilder()返回一个Caffeine构建器对象,用于配置和定制缓存的各种属性。
  3. .maximumSize(100): 这是设置缓存的最大容量,即缓存可以容纳的最大条目数。在这个例子中,缓存的最大容量被设置为100。
  4. .initialCapacity(100): 这是设置缓存的初始容量,即在缓存初始化时分配的内部数据结构的初始大小。在这个例子中,初始容量被设置为100。
  5. .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES): 这是设置缓存项在被写入后的过期时间。在这个例子中,缓存项将在被写入后的10分钟内过期。
  6. .recordStats(): 这是启用缓存统计信息的选项。启用后,你可以从缓存实例中获取有关缓存使用情况的统计信息,例如命中率、加载次数等。

使用中,对过期策略的使用会比较重要,对于过期的策略有:

  1. 写入后过期 (expireAfterWrite): 缓存项被写入后的一段时间内过期。可以通过以下方式配置:

    Caffeine.newBuilder()
            .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
            .build();
    

    在上述示例中,缓存项将在被写入后的10分钟内过期。

  2. 访问后过期 (expireAfterAccess): 缓存项在一段时间内没有被访问后过期。可以通过以下方式配置:

    Caffeine.newBuilder()
            .expireAfterAccess(15, TimeUnit.MINUTES)
            .build();
    

    在上述示例中,缓存项将在最后一次访问后的15分钟内过期。

  3. 定时过期 (expireAfter): 缓存项在指定的固定时间内过期,不考虑写入或访问。可以通过以下方式配置:

    Caffeine.newBuilder()
            .expireAfter(1, TimeUnit.HOURS)
            .build();
    

    在上述示例中,缓存项将在创建后的1小时内过期。

这些过期定时策略可以根据具体的使用场景和需求进行组合或选择。

上面不同写法将会导致生成不同的localcache实现类,可以在build方法中看到:

image-20231213211003206

进入isBounded()方法:

image-20231213211041692

如果使用缓存会调用localcache的get方法,最后进入computeIfAbsent()方法,对比上面两个实现类的实现,先是BoundedLocalCache:

image-20231213211342736

UnboundedLocalCache:

image-20231213211443944

下面这个并不会去检查是否过期。

使用示范

在MVC的使用,可以将缓存的注解标识于service层:

@Service
@Slf4j
@CacheConfig(cacheNames = "customCache", cacheManager = "customCacheManager")
public class CalDataInitServiceImpl implements ICalDataInitService {

    @Cacheable(key = "#root.methodName + #sendCardName")
    public int getSlotCount(String sendCardName) {
        ..方法体
        return calCard.getSlotCount();
    }
    
    ...
        
	@CachePut(key = "#param")
	public String updateCache(String param) {
    	// 对数据库更新某个值
  	   return updatedValue;
	}

    @CacheEvict(key = "#param")
    public void evictCache(String param) {
        // 对数据库删除某个值
    }
    
}

使用到的注解解析:

@CacheConfig(cacheNames = "customCache", cacheManager = "customCacheManager") 标注在类上,cacheNames表示当前使用的缓存名字,在创建缓存的时候有指定,第二个cacheManager是创建cacheManager管理器时指定的Bean名称,这里是 @Bean("customCacheManager")。

@Cacheable 是Spring框架中用于声明缓存规则的注解之一。它通常用于标记在方法上,以指示Spring在执行方法前先检查缓存,如果缓存中已有数据,则直接返回缓存中的数据,而不执行方法体。如果缓存中没有数据,则执行方法体,并将方法的返回值存入缓存。

以下是 以@Cacheable 注解为例的主要参数介绍和使用方式:

  1. value(或 cacheNames): 指定缓存的名称,可以指定一个或多个缓存。如果指定多个缓存,Spring会依次检查缓存,直到找到第一个有数据的缓存或全部检查完毕。示例:

    @Cacheable(value = "myCache")
    public String getCachedData() {
        // 方法体
    }
    
  2. key 指定缓存项的键。默认情况下,Spring会使用方法的参数作为键,但你也可以通过 key 属性指定自定义的缓存键。示例:

    @Cacheable(value = "myCache", key = "#param")
    public String getCachedData(String param) {
        // 方法体
    }
    
  3. condition 指定条件表达式,只有当条件满足时才会缓存。示例:

    @Cacheable(value = "myCache", condition = "#result != null")
    public String getCachedData() {
        // 方法体
    }
    
  4. unless 指定一个条件表达式,当条件为 true 时,不会将结果放入缓存。示例:

    @Cacheable(value = "myCache", unless = "#result == null")
    public String getCachedData() {
        // 方法体
    }
    
  5. keyGenerator 指定自定义的缓存键生成器。这个属性允许你提供一个实现了 org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator 接口的类,用于生成缓存键。示例:

    @Cacheable(value = "myCache", keyGenerator = "customKeyGenerator")
    public String getCachedData() {
        // 方法体
    }
    
  6. sync 是否启用同步模式。如果设置为 true,可以解决并发查的问题,Spring会在调用方法时锁定缓存,防止多个线程同时访问数据库。默认为 false。示例:

    @Cacheable(value = "myCache", sync = true)
    public String getCachedData() {
        // 方法体
    }
    

这些是 @Cacheable 注解的一些常用参数。可以根据实际需要选择合适的参数来定义缓存规则。

在Spring中,除了 @Cacheable,另外一些注解及其简要介绍:

  1. @CacheEvict 用于从缓存中移除数据。通常用于在方法执行后清空指定缓存。示例:

    @CacheEvict(value = "myCache", key = "#param")
    public void evictCache(String param) {
        // 方法体
    }
    
  2. @CachePut 用于将方法的返回值更新到缓存中,常用于更新缓存而不影响方法的执行。示例:

    @CachePut(value = "myCache", key = "#param")
    public String updateCache(String param) {
        // 方法体
        return updatedValue;
    }
    
  3. @Caching 用于将多个缓存相关的注解组合在一起,实现复杂的缓存操作。示例:

    @Caching(
        evict = {@CacheEvict(value = "cache1", key = "#param1")},
        put = {@CachePut(value = "cache2", key = "#param2")}
    )
    public String complexCacheOperation(String param1, String param2) {
        // 方法体
    }
    
  4. @CacheConfig 用于在类级别配置缓存的一些公共属性,避免在每个方法上都重复指定相同的缓存名称等信息。示例:

    @CacheConfig(cacheNames = "commonCache")
    public class MyService {
        @Cacheable
        public String getCachedData(String param) {
            // 方法体
        }
    }
    

这些注解可以单独使用,也可以结合使用,以满足不同的缓存需求。

清空缓存的方法

清空所有缓存,可以不指定 valuekey,如下所示:

@CacheEvict(allEntries = true)
public void evictAllCaches() {
    // 方法体
}

在这个例子中,allEntries = true 表示清空所有缓存。

如果你想根据某个条件来判断是否清空缓存,可以使用 condition 属性,例如:

@CacheEvict(value = "myCache", key = "#param", condition = "#param != 'noEviction'")
public void evictCacheConditionally(String param) {
    // 方法体
}

在上述例子中,只有当 param 不等于 'noEviction' 时才会执行缓存清空操作。

除了 @CacheEvict,在一些特定场景下,@CachePut 也可以被用来“清空”缓存,因为它将方法的返回值放入缓存,如果返回值为 null,相当于移除缓存项。这种方式通常在更新操作时使用。

注意事项

如下图代码所示,如果在updateCache方法又调用了同个类里面的getSlotCount()方法,是不会使用到缓存的,这是因为缓存的实现是通过AOP实现,在同个类里面调用方法,实际是通过this来调,不会调用到代理对象,因此相当于@Cacheable注解在这种情况是不生效的。

@Service
@Slf4j
@CacheConfig(cacheNames = "customCache", cacheManager = "customCacheManager")
public class CalDataInitServiceImpl implements ICalDataInitService {

    @Cacheable(key = "#root.methodName + #sendCardName")
    public int getSlotCount(String sendCardName) {
        ..方法体
        return calCard.getSlotCount();
    }
    
    ...
        
	@CachePut(key = "#param")
	public String updateCache(String param) {
        getSlotCount("xx");
    	// 对数据库更新某个值
  	   return updatedValue;
	}

    
}

原文链接:https://www.cnblogs.com/scottyzh/p/17900921.html

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