自定义注解设置缓存有效期的正确姿势

引言
redis缓存的有效期可以通过xml配置文件设置(默认有效期)，也可以通过编码的方式手动去设置，但是这两种方式都存在缺陷。xml方式设置的是全局的默认有效期，虽然灵活，但不能给某个缓存设置单独的有效期；硬编码方式虽然可以给不同的缓存设置单独的有效期，但是管理上不够灵活。Spring提供的Cache相关注解中并没有提供有效期的配置参数，so，自定义注解实现缓存有效期的灵活设置诞生了，具体源码前往github下载。

Redis缓存
如何使用Redis实现数据缓存，请参考上篇《使用Spring-Data-Redis实现数据缓存》。

工具类介绍
1.JedisPoolConfig
jedis连接池配置类，位于jedis包中，用于配置连接池中jedis连接数的个数、是否阻塞、逐出策略等。示例配置如下所示。

    <bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
        <!-- maxIdle最大空闲连接数 -->
        <property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}"/>
        <!-- maxTotal最大连接数 -->
        <property name="maxTotal" value="${redis.maxActive}"/>
        <!-- maxWaitMillis获取连接时的最大等待毫秒数,小于零表示阻塞不确定的时间,默认为-1 -->
        <property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWait}"/>
        <!-- testOnBorrow在获取连接的时是否检查有效性 -->
        <property name="testOnBorrow" value="${redis.testOnBorrow}"/>
    </bean>

2.JedisConnectionFactory
jedis实例的创建工厂，基于连接池创建jedis实例，位于spring-data-redis包中。示例配置如下所示。

    <bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
        <!-- hostName Redis主机名，默认是localhost -->
        <property name="hostName" value="${redis.host}"/>
        <!-- port Redis提供服务的端口-->
        <property name="port" value="${redis.port}"/>
        <!-- password Redis认证密码 -->
        <property name="password" value="${redis.pass}"/>
        <!-- database 连接工厂使用到的数据库索引，默认是0 -->
        <property name="database" value="${redis.dbIndex}"/>
        <!-- poolConfig 连接池配置 -->
        <property name="poolConfig" ref="poolConfig"/>
    </bean>

3.RedisTemplate
RedisTemplate可以从JedisConnectionFactory中获取jedis实例，封装了jedis的操作，位于spring-data-redis包中，让使用者无需关心连接的获取及释放，集中关注业务处理。示例配置如下所示。

    <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
        <property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory"/>
    </bean>

4.RedisCacheManager
使用RedisTemplate对Redis缓存进行管理，位于spring-data-redis包中。示例配置如下所示。

   <bean id="redisCacheManager" class="org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager">
        <constructor-arg name="redisOperations" ref="redisTemplate"/>
        <property name="defaultExpiration" value="${redis.expiration}"/>
    </bean>

这里介绍RedisCacheManager中一个重要的方法，void setExpires(Map<String, Long> expires)，该方法的传入参数是一个Map，Map的key值是@Cacheable(或@CacheEvict或@CachePut)注解的value值，Map的value值是缓存的有效期(单位秒)，用于批量设置缓存的有效期。

自定义注解
直接贴代码了，如下。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
public @interface CacheDuration {
    //Sets the expire time (in seconds).
    public long duration() default 60;
}

使用@CacheDuration

@Service("userService")
@CacheDuration(duration = 6)
public class UserService {
    @Cacheable(value = "User", key = "'UserId_' + #id", condition = "#id<=110")
    @CacheDuration(duration = 16)
    public String queryFullNameById(long id) {
        System.out.println("execute queryFullNameById method");
        return "ZhangSanFeng";
    }
}

新RedisCacheManager
新写了一个SpringRedisCacheManager，继承自RedisCacheManager，用于对@CacheDuration解析及有效期的设置，代码如下。

public class SpringRedisCacheManager extends RedisCacheManager implements ApplicationContextAware, InitializingBean {
    private ApplicationContext applicationContext;
    public SpringRedisCacheManager(RedisOperations redisOperations) {
        super(redisOperations);
    }
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        parseCacheDuration(applicationContext);
    }
    private void parseCacheDuration(ApplicationContext applicationContext) {
        final Map<String, Long> cacheExpires = new HashMap<>();
        String[] beanNames = applicationContext.getBeanNamesForType(Object.class);
        for (String beanName : beanNames) {
            final Class clazz = applicationContext.getType(beanName);
            Service service = findAnnotation(clazz, Service.class);
            if (null == service) {
                continue;
            }
            addCacheExpires(clazz, cacheExpires);
        }
        //设置有效期
        super.setExpires(cacheExpires);
    }
    private void addCacheExpires(final Class clazz, final Map<String, Long> cacheExpires) {
        ReflectionUtils.doWithMethods(clazz, new ReflectionUtils.MethodCallback() {
            @Override
            public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
                ReflectionUtils.makeAccessible(method);
                CacheDuration cacheDuration = findCacheDuration(clazz, method);
                Cacheable cacheable = findAnnotation(method, Cacheable.class);
                CacheConfig cacheConfig = findAnnotation(clazz, CacheConfig.class);
                Set<String> cacheNames = findCacheNames(cacheConfig, cacheable);
                for (String cacheName : cacheNames) {
                    cacheExpires.put(cacheName, cacheDuration.duration());
                }
            }
        }, new ReflectionUtils.MethodFilter() {
            @Override
            public boolean matches(Method method) {
                return null != findAnnotation(method, Cacheable.class);
            }
        });
    }
    /**
     * CacheDuration标注的有效期，优先使用方法上标注的有效期
     * @param clazz
     * @param method
     * @return
     */
    private CacheDuration findCacheDuration(Class clazz, Method method) {
        CacheDuration methodCacheDuration = findAnnotation(method, CacheDuration.class);
        if (null != methodCacheDuration) {
            return methodCacheDuration;
        }
        CacheDuration classCacheDuration = findAnnotation(clazz, CacheDuration.class);
        if (null != classCacheDuration) {
            return classCacheDuration;
        }
        throw new IllegalStateException("No CacheDuration config on Class " + clazz.getName() + " and method " + method.toString());
    }
    private Set<String> findCacheNames(CacheConfig cacheConfig, Cacheable cacheable) {
        return isEmpty(cacheable.value()) ?
                newHashSet(cacheConfig.cacheNames()) : newHashSet(cacheable.value());
    }
}

Spring的xml配置
完整配置redisCacheContext.xml如下所示。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:cache="http://www.springframework.org/schema/cache"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
       http://www.springframework.org/schema/cache http://www.springframework.org/schema/cache/spring-cache.xsd">
    <context:component-scan base-package="redis.cache"/>
    <context:annotation-config/>
    <cache:annotation-driven cache-manager="redisCacheManager"/>
    <bean class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
        <property name="locations">
            <list>
                <value>classpath:redis.properties</value>
            </list>
        </property>
    </bean>
    <!-- 配置JedisPoolConfig实例 -->
    <bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
        <!-- maxIdle最大空闲连接数 -->
        <property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}"/>
        <!-- maxTotal最大连接数 -->
        <property name="maxTotal" value="${redis.maxActive}"/>
        <!-- maxWaitMillis获取连接时的最大等待毫秒数,小于零表示阻塞不确定的时间,默认为-1 -->
        <property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWait}"/>
        <!-- testOnBorrow在获取连接的时是否检查有效性 -->
        <property name="testOnBorrow" value="${redis.testOnBorrow}"/>
    </bean>
    <!-- 配置JedisConnectionFactory -->
    <bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
        <!-- hostName Redis主机名，默认是localhost -->
        <property name="hostName" value="${redis.host}"/>
        <!-- port Redis提供服务的端口-->
        <property name="port" value="${redis.port}"/>
        <!-- password Redis认证密码 -->
        <property name="password" value="${redis.pass}"/>
        <!-- database 连接工厂使用到的数据库索引，默认是0 -->
        <property name="database" value="${redis.dbIndex}"/>
        <!-- poolConfig 连接池配置 -->
        <property name="poolConfig" ref="poolConfig"/>
    </bean>
    <!-- 配置RedisTemplate -->
    <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
        <property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory"/>
    </bean>
    <!-- 配置RedisCacheManager -->
    <bean id="redisCacheManager" class="redis.cache.SpringRedisCacheManager">
        <constructor-arg name="redisOperations" ref="redisTemplate"/>
        <property name="defaultExpiration" value="${redis.expiration}"/>
    </bean>
</beans>

Redis连接配置
完整配置如下。

redis.host=127.0.0.1
redis.port=6379
redis.pass=
redis.dbIndex=0
redis.expiration=3000
redis.maxIdle=300
redis.maxActive=600
redis.maxWait=1000
redis.testOnBorrow=true

测试代码

    @Test
    public void testRedisCacheManager() {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("redisCacheContext.xml");
        UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
        RedisTemplate redisTemplate = (RedisTemplate) context.getBean("redisTemplate");
        System.out.println("第一次执行查询：" + userService.queryFullNameById(100L));
        System.out.println("----------------------------------");
        System.out.println("第二次执行查询：" + userService.queryFullNameById(100L));
        System.out.println("----------------------------------");
        System.out.println("UserId_100有效期(单位秒)：" + redisTemplate.getExpire("UserId_100", TimeUnit.SECONDS));
        System.out.println("----------------------------------");
        try {
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println("主线程休眠3秒后");
            System.out.println("----------------------------------");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("UserId_100有效期(单位秒)：" + redisTemplate.getExpire("UserId_100", TimeUnit.SECONDS));
        System.out.println("----------------------------------");
        System.out.println("第三次执行查询：" + userService.queryFullNameById(100l));
    }

测试结果

execute queryFullNameById method
第一次执行查询：ZhangSanFeng
----------------------------------
第二次执行查询：ZhangSanFeng
----------------------------------
UserId_100有效期(单位秒)：15
----------------------------------
主线程休眠3秒后
----------------------------------
UserId_100有效期(单位秒)：12
----------------------------------
第三次执行查询：ZhangSanFeng

结果分析
UserService类上标注的CacheDuration设置有效期是6秒，而方法queryFullNameById上CacheDuration设置的有效期是16秒，最后生效的是16秒。

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