Spring Boot之集成Redis（三）：Spring Cache + Redis

前言

来啦老铁！

笔者学习Spring Boot有一段时间了，附上Spring Boot系列学习文章，欢迎取阅、赐教：

  1. 5分钟入手Spring Boot;
  2. Spring Boot数据库交互之Spring Data JPA;
  3. Spring Boot数据库交互之Mybatis;
  4. Spring Boot视图技术;
  5. Spring Boot之整合Swagger;
  6. Spring Boot之junit单元测试踩坑;
  7. 如何在Spring Boot中使用TestNG;
  8. Spring Boot之整合logback日志;
  9. Spring Boot之整合Spring Batch：批处理与任务调度;
  10. Spring Boot之整合Spring Security: 访问认证;
  11. Spring Boot之整合Spring Security: 授权管理;
  12. Spring Boot之多数据库源：极简方案;
  13. Spring Boot之使用MongoDB数据库源;
  14. Spring Boot之多线程、异步：@Async;
  15. Spring Boot之前后端分离（一）：Vue前端;
  16. Spring Boot之前后端分离（二）：后端、前后端集成;
  17. Spring Boot之前后端分离（三）：登录、登出、页面认证;
  18. Spring Boot之面向切面编程：Spring AOP;
  19. Spring Boot之集成Redis（一）：Redis初入门;
  20. Spring Boot之集成Redis（二）：集成Redis;

在上一篇文章Spring Boot之集成Redis（二）：集成Redis中，我们一起学习了如何使用StringRedisTemplate来与Redis进行交互，但也在文末提到这种方式整体代码还是比较多的，略显臃肿，并剧透了另外一种操作Redis的方式：

基于Spring Cache方式操作Redis！

今天的内容厉害啦，不仅能学会在Spring Boot中更好的使用Redis，还能学习Spring Cache！

我们一起拨开云雾睹青天吧！

代码基于上期使用的Git Hub仓库演进，欢迎取阅：

整体步骤

  1. 安装commons-pool2依赖；
  2. 修改application.properties配置；
  3. 学习Spring Cache的缓存注解；
  4. 使用Spring Cache的缓存注解操作Redis；
  5. Spring Cache + Redis 缓存演示；
  6. 配置类方式配置和管理Redis缓存；
  7. 动态缓存有效期的实现；

1. 安装commons-pool2依赖；

由于我们会在application.properties配置文件中配置lettuce类型的redis连接池，因此需要引入新的依赖：

<dependency>
  <groupId>org.apache.commons</groupId>
  <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>
记得安装一下依赖：
mvn install -Dmaven.test.skip=true -Dmaven.wagon.http.ssl.insecure=true -Dmaven.wagon.http.ssl.allowall=true

2. 修改application.properties配置；

application.properties文件整体样子：

server.port=8080
# 设置Spring Cache的缓存类型为redis
spring.cache.type=redis
# Redis数据库索引（默认为0）
spring.redis.database=0
# Redis服务端的host和port
spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=6379
# Redis服务端的密码
spring.redis.password=Redis!123
# Redis最大连接数
spring.redis.pool.max-active=8
# 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
spring.redis.lettuce.pool.max-active=8
# 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
spring.redis.lettuce.pool.max-wait=-1
# 连接池中的最大空闲连接
spring.redis.lettuce.pool.max-idle=8
# 连接池中的最小空闲连接
spring.redis.lettuce.pool.min-idle=0
# Redis连接超时时间，单位 ms（毫秒）
spring.redis.timeout=5000

特别是spring.cache.type=redis这个配置，指定了redis作为Spring Cache的缓存（还有多种可选的缓存方式，如Simple、none、Generic、JCache、EhCache、Hazelcast等，请读者有需要自行脑补哈）。

3. 学习Spring Cache的缓存注解；

Spring Cache提供了5个缓存注解，通常直接使用在Service类上，各有其作用：

1. @Cacheable；

@Cacheable 作用在方法上，触发缓存读取操作。
被作用的方法如果缓存中没有，比如第一次调用，则会执行方法体，执行后就会进行缓存，而如果已有缓存，那么则不再执行方法体；

2. @CachePut；

@CachePut 作用在方法上，触发缓存更新操作；
被作用的方法每次调用都会执行方法体；

3. @CacheEvict；

@CachePut 作用在方法上，触发缓存失效操作；
也即清除缓存，被作用的方法每次调用都会执行方法体，并且使用方法体返回更新缓存；

4. @Caching；

@Caching作用在方法上，注解中混合使用@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict操作，完成复杂、多种缓存操作；
比如同一个方法，关联多个缓存，并且其缓存名字、缓存key都不同时，或同一个方法有增删改查的缓存操作等，被作用的方法每次调用都会执行方法体。

5. @CacheConfig；

在类上设置当前缓存的一些公共设置，也即类级别的全局缓存配置。

4. 使用Spring Cache的缓存注解操作Redis；

整体步骤：

1). 修改项目入口类；
2). 编写演示用实体类；
3). 编写演示用Service类；
4). 编写演示用Controller类；

1). 修改项目入口类；

在Spring Boot项目入口类App.java上添加注解：@EnableCaching，App.java类整体如下：

package com.github.dylanz666;

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

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 10/28/2020
 */
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class, args);
    }
}
2). 编写演示用实体类；

在domain包内建立演示用实体类User.java，简单撸点代码演示一下：

package com.github.dylanz666.domain;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 10/31/2020
 */
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Data
@Component
public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String userName;
    private String roleName;

    @Override
    public String toString() {
        return "{" +
                "\"userName\":\"" + userName + "\"," +
                "\"roleName\":" + roleName + "" +
                "}";
    }
}
3). 编写演示用Service类；

重点来了，在service包内新建UserService类，编写带有Spring Cache注解的方法们，代码如下：

package com.github.dylanz666.service;

import com.github.dylanz666.domain.User;
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.cache.annotation.Caching;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 10/31/2020
 */
@Service
public class UserService {

    @Cacheable(value = "content", key = "'id_'+#userName")
    public User getUserByName(String userName) {
        System.out.println("io operation : getUserByName()");

        //模拟从数据库中获取数据
        User userInDb = new User();
        userInDb.setUserName("dylanz");
        userInDb.setRoleName("adminUser");

        return userInDb;
    }

    @CachePut(value = "content", key = "'id_'+#user.userName")
    public User updateUser(User user) {
        System.out.println("io operation : updateUser()");

        //模拟从数据库中获取数据
        User userInDb = new User();
        userInDb.setUserName(user.getUserName());
        userInDb.setRoleName(user.getRoleName());

        return userInDb;
    }

    @CacheEvict(value = "content", key = "'id_'+#user.userName")
    public void deleteUser(User user) {
        System.out.println("io operation : deleteUser()");
    }

    @Caching(cacheable = {
            @Cacheable(cacheNames = "test", key = "'id_'+#userName")
    }, put = {
            @CachePut(value = "testGroup", key = "'id_'+#userName"),
            @CachePut(value = "user", key = "#userName")
    })
    public User getUserByNameAndDoMultiCaching(String userName) {
        System.out.println("io operation : getUserByNameAndDoMultiCaching()");

        //模拟从数据库中获取数据
        User userInDb = new User();
        userInDb.setUserName("dylanz");
        userInDb.setRoleName("adminUser");

        return userInDb;
    }
}

简单介绍一下：

  • 在UserService的方法内模拟了一下数据库中的数据，用于模拟从数据库中获取数据，代码为：
//模拟从数据库中获取数据
User userInDb = new User();
userInDb.setUserName("dylanz");
userInDb.setRoleName("adminUser");

  • 我写了4个方法getUserByName(String userName)、
    updateUser(User user)、deleteUser(User user)、getUserByNameAndDoMultiCaching(String userName)分别用于演示查询缓存、更新缓存、删除缓存，以及同一个方法使用混合缓存注解；

  • 缓存注解中使用了2个基本属性（还有其他属性），value（也可以用cacheNames）和key，key如果是从方法体获取的，则需要在key前加#号，比如key="#userName"或者key = "'id_'+#userName"，当然也可以写死如key="test123"；

  • 缓存注解中的key属性值可以从对象中获取，如：key = "'id_'+#user.userName"；

  • 缓存注解的value（或cacheNames）属性、key属性共同构成了Redis服务端中完整的key，如value = "content", key = "test123"，则在Redis服务端，其完整key为：content::test123；

  • @Caching中可混合使用缓存注解@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict，对应的属性是：cacheable、put、evict，复杂场景有帮助！

3). 编写演示用Controller类；
在controller包内新建UserController.java类，编写4个API，分别使用Service中的4个带有Spring Cache注解的方法们，代码如下：

package com.github.dylanz666.controller;

import com.github.dylanz666.domain.User;
import com.github.dylanz666.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 10/31/2020
 */
@RestController
@RequestMapping("/api/user")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("")
    public @ResponseBody User getUserByName(@RequestParam String userName) {
        return userService.getUserByName(userName);
    }

    @PutMapping("")
    public @ResponseBody
    User updateUser(@RequestBody User user) {
        return userService.updateUser(user);
    }

    @DeleteMapping("")
    public @ResponseBody String deleteUser(@RequestBody User user) {
        userService.deleteUser(user);

        return "success";
    }

    @GetMapping("/multiCaching")
    public @ResponseBody User getUserByNameAndDoMultiCaching(@RequestParam String userName) {
        return userService.getUserByNameAndDoMultiCaching(userName);
    }
}

至此，项目整体结构：

项目整体结构

5. Spring Cache + Redis 缓存演示；

1). 启动Redis服务端；
redis-server.exe redis.windows.conf
启动Redis服务端
2). 启动Redis客户端，进入monitor模式；

启动：

redis-cli.exe -h 127.0.0.1 - p 6379

auth Redis!123

在Redis客户端，进入monitor模式，命令：

monitor
进入monitor模式
3). 启动项目；
启动项目
4). postman访问Controller中的API；
调用API 1 - postman
调用API 1 - 监控窗口

我们会看到，第一次调用API时，执行了方法体，并完成了第一次Redis缓存！

调用API 2 - postman
调用API 2 - 监控窗口
  • 更新后，再次调用获取user的API：
缓存更新后再次调用API 1 - postman
缓存更新后再次调用API 1 - 监控窗口

我们会看到，缓存确实被更新了！

调用API 3 - postman
调用API 3 - 监控窗口
  • 缓存删除后，再次调用获取user的API：
缓存删除后，再次调用获取user的API - postman
缓存删除后，再次调用获取user的API - 监控窗口

我们会看到，缓存被删除后，再次获取缓存则会自动再次执行方法体，并完成新一轮的缓存！

调用API 4 - postman
调用API 4 - 监控窗口

同时为了更直观的让大家看到缓存有起到效果，我在Service层的方法内，都往控制台打印了一些文字，如：io operation : getUserByName()...

我分别各调用了3次具有更新缓存的API、删除缓存的API、获取缓存的API、混合使用缓存注解的API，控制台打印：
控制台打印

我们会发现：更新缓存、删除缓存、混合使用缓存注解的缓存，每次都有执行方法体，而获取缓存只执行了一次方法体，这跟我们之前介绍缓存注解的时候是一致的，再次验证了之前对缓存注解的认识！

6. 配置类方式配置和管理Redis缓存；

在config包内创建Redis配置类RedisConfig.java，并编写如下代码：

package com.github.dylanz666.config;

import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.*;

import java.time.Duration;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 10/31/2020
 */
@Configuration
@EnableCaching
public class RedisConfig {
    private final Duration defaultTtl = Duration.ofMinutes(1);

    /**
     * 配置自定义redisTemplate
     */
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisSerializer<String> stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();

        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();

        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        redisTemplate.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setValueSerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(stringRedisSerializer);
        return redisTemplate;
    }

    /**
     * 配置缓存管理器
     */
    @Bean
    public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisSerializer<String> stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericJackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();

        RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .entryTtl(defaultTtl)
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(stringRedisSerializer))
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer))
                .disableCachingNullValues();

        return RedisCacheManager.builder(redisConnectionFactory).cacheDefaults(redisCacheConfiguration).build();
    }
}

稍微解读一下：

1). 默认情况下Redis的序列化会使用jdk序列化器JdkSerializationRedisSerializer，而该序列化方式，在存储内容时除了属性的内容外还存了其它内容在里面，总长度长，且不容易阅读，因此我们自定义了序列化策略：redisTemplate()，使用该自定义序列化方式后，存储在Redis的内容就比较容易阅读了！

配置前：不容易阅读
配置后：容易阅读

2). Spring Cache注解方式，默认是没有过期概念的，即设置了缓存，则一直有效，这显然不能完全满足使用要求，而RedisConfig中的CacheManager给我们提供了一种方式来设置缓存过期策略！

3). cacheManager()用于配置缓存管理器，我们在方法内配置了一个entryTtl为1分钟，TTL即Time To Live，代表缓存可以生存多久，我没有在cacheManager()方法内指明哪个缓存，因此该TTL是针对所有缓存的，是全局性的，也是我们设置的默认TTL；

4). 我们可以给不同的key设置不同的TTL，但hard code的缓存key就有点多啦，此处不介绍啦！

5). 该配置类使用了注解@EnableCaching，则Spring Boot入口类App.java中的@EnableCaching注解就可以删除啦！

7. 动态缓存有效期的实现；

动态缓存有效期的实现有多种方式，如：
1). 在缓存注解上使用不同的自定义的CacheManager；
2). 自定义Redis缓存有效期注解；
3). 利用在Spring Cache缓存注解中value属性中设置的值，设置缓存有效期；

1). 在缓存注解上使用不同的自定义的CacheManager；

在第6步中，我们使用了一个全局的CacheManager，其实这个可以更灵活，可以用于给不同的缓存设置不同的TTL，也即缓存过期。

我们可以在RedisConfig.java中编写多个不同名字的CacheManager，每个CacheManager使用不同的TTL。

然后缓存注解中使用不同的CacheManager，就能达到不同缓存有不同TTL的目的啦，并且没有在CacheManager中hard code缓存key，演示代码：

  • RedisConfig.java演示代码：
package com.github.dylanz666.config;

import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.*;

import java.time.Duration;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 10/31/2020
 */
@Configuration
@EnableCaching
public class RedisConfig {
    private final Duration defaultTtl = Duration.ofMinutes(1);
    private final Duration ttl10s = Duration.ofSeconds(10);

    /**
     * 配置自定义redisTemplate
     */
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisSerializer<String> stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();

        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();

        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        redisTemplate.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setValueSerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(stringRedisSerializer);

        return redisTemplate;
    }

    /**
     * 配置缓存管理器
     */
    @Bean
    @Primary
    public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisSerializer<String> stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericJackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();

        RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .entryTtl(defaultTtl)
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(stringRedisSerializer))
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer))
                .disableCachingNullValues();

        return RedisCacheManager.builder(redisConnectionFactory).cacheDefaults(redisCacheConfiguration).build();
    }

    @Bean
    public CacheManager cacheManager10s(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisSerializer<String> stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericJackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();

        RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .entryTtl(ttl10s)
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(stringRedisSerializer))
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer))
                .disableCachingNullValues();

        return RedisCacheManager.builder(redisConnectionFactory).cacheDefaults(redisCacheConfiguration).build();
    }
}

注意：当有多个CacheManager时，要设置一个默认的CacheManager，即在默认的CacheManager上添加@Primary注解，否则启动项目会报错！

  • 在想演示的缓存注解上添加cacheManger属性，并指定RedisConfig.java中的CacheManager，如：
@CachePut(value = "content", key = "'id_'+#user.userName", cacheManager = "cacheManager10s")
public User updateUser(User user) {
    System.out.println("io operation : updateUser()");

    //模拟从数据库中获取数据
    User userInDb = new User();
    userInDb.setUserName(user.getUserName());
    userInDb.setRoleName(user.getRoleName());

    return userInDb;
}

那么，使用了cacheManager10s的缓存，就会按我们的设置，只缓存10秒钟，其他没设置cacheManager的缓存，则会缓存1分钟，亲测有效！

自定义cacheManager的方式提供了一定的灵活性，但当缓存有效期越来越多样时，RedisConfig.java中的代码就会越来越多，越来越难以管理。接下来介绍另外一种更为灵活的方式！

2). 自定义Redis缓存有效期注解；

这种解题思路是：自定义Redis缓存有效期注解，通过切面编程，在切面中完成Redis缓存有效期的设置。

关于切面编程，可以参考之前文章：Spring Boot之面向切面编程：Spring AOP；

(1). 编写时间单位枚举类；
出于灵活性考虑，我将在自定义的注解中使用2个属性，一个为duration（时间大小）属性，一个为unit（时间单位）属性，duration与unit结合使用，可以灵活的设置缓存的有效期！
项目内新建constant包，在包内新建时间单位枚举类，编写代码如下：

package com.github.dylanz666.constant;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 11/02/2020
 */
public enum DurationUnitEnum {
    NANO,
    MILLI,
    SECOND,
    MINUTE,
    HOUR,
    DAY
}

(2). 自定义注解；
项目内新建annotation包，在包内新建注解类Ttl.java（名字随意），编写注解类：

package com.github.dylanz666.annotation;

import com.github.dylanz666.constant.DurationUnitEnum;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 11/01/2020
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
public @interface Ttl {
    //设置缓存有效时间，单位为秒，默认60秒
    long duration() default 60;

    //时间单位，默认为秒，SECOND，可选的有：NANO,MILLI,SECOND,MINUTE,HOUR,DAY
    DurationUnitEnum unit() default DurationUnitEnum.SECOND;
}

(3). 创建切面编程类，并完成自定义注解的逻辑实现；
经过实验，如果没有在切面中对Spring Cache的缓存注解、自定义的动态缓存有效期注解进行排序，则可能出现自定义的注解先执行，Spring Cache的缓存注解后执行，导致缓存有效期被默认的TTL覆盖，即：自定义的注解没起到作用！

因此，需要分别对Spring Cache的缓存注解、自定义的动态缓存有效期注解编写切面类，并使用@Order进行切面排序！

在config包内新建2个切面类：AOPConfig.java和
AOPConfig2.java。

AOPConfig.java代码：
package com.github.dylanz666.config;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.annotation.Order;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 11/02/2020
 */
@Configuration
@Aspect
@Order(1)
public class AOPConfig {
    @Around("@annotation(org.springframework.cache.annotation.Cacheable)")
    public Object cacheableAop(final ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        return joinPoint.proceed();
    }

    @Around("@annotation(org.springframework.cache.annotation.CachePut)")
    public Object cachePutAop(final ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        return joinPoint.proceed();
    }

    @Around("@annotation(org.springframework.cache.annotation.CacheEvict)")
    public Object cacheEvictAop(final ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        return joinPoint.proceed();
    }

    @Around("@annotation(org.springframework.cache.annotation.Caching)")
    public Object cachingAop(final ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        return joinPoint.proceed();
    }
}
AOPConfig2.java代码：
package com.github.dylanz666.config;

import com.github.dylanz666.annotation.Ttl;
import com.github.dylanz666.constant.DurationUnitEnum;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.expression.Expression;
import org.springframework.expression.ExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;
import org.springframework.expression.spel.support.StandardEvaluationContext;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
import java.time.Duration;

/**
 * @author : dylanz
 * @since : 11/01/2020
 */
@Configuration
@Aspect
@Order(2)
public class AOPConfig2 {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @After("@annotation(com.github.dylanz666.annotation.Ttl)")
    public void simpleAop2(final JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        //获取一些基础信息
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        Class<?> targetClass = joinPoint.getTarget().getClass();
        Class<?>[] parameterTypes = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getParameterTypes();
        Method objMethod = targetClass.getMethod(methodName, parameterTypes);

        //获取想要设置的缓存有效时长
        Ttl cacheDuration = objMethod.getDeclaredAnnotation(Ttl.class);
        long duration = cacheDuration.duration();
        DurationUnitEnum unit = cacheDuration.unit();

        //获取缓存注解的values/cacheNames和key
        String[] values = getValues(objMethod);
        String key = getKey(objMethod);

        //准备好变量名与变量值的上下文绑定
        Parameter[] parameters = objMethod.getParameters();
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        StandardEvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
        for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
            ctx.setVariable(parameters[i].getName(), args[i]);
        }

        //获取真实的key，而不是变量形式的key
        ExpressionParser expressionParser = new SpelExpressionParser();
        Expression expression = expressionParser.parseExpression(key);
        String realKey = expression.getValue(ctx, String.class);

        //设置缓存生效时长，即过期时间
        setExpiration(values, realKey, duration, unit);
    }

    private void setExpiration(String[] values, String realKey, long duration, DurationUnitEnum unit) throws InterruptedException {
        Duration expiration;
        if (unit == DurationUnitEnum.NANO) {
            expiration = Duration.ofNanos(duration);
        } else if (unit == DurationUnitEnum.MILLI) {
            expiration = Duration.ofMillis(duration);
        } else if (unit == DurationUnitEnum.MINUTE) {
            expiration = Duration.ofMinutes(duration);
        } else if (unit == DurationUnitEnum.HOUR) {
            expiration = Duration.ofHours(duration);
        } else if (unit == DurationUnitEnum.DAY) {
            expiration = Duration.ofDays(duration);
        } else {
            expiration = Duration.ofSeconds(duration);
        }
        for (String value : values) {
            String redisKey = value + "::" + realKey;
            stringRedisTemplate.expire(redisKey, expiration);
        }
    }

    private String[] getValues(Method objMethod) {
        Cacheable cacheable = objMethod.getDeclaredAnnotation(Cacheable.class);
        CachePut cachePut = objMethod.getDeclaredAnnotation(CachePut.class);
        CacheEvict cacheEvict = objMethod.getDeclaredAnnotation(CacheEvict.class);
        //value
        if (cacheable != null && cacheable.value().length > 0) {
            return cacheable.value();
        }
        if (cachePut != null && cachePut.value().length > 0) {
            return cachePut.value();
        }
        if (cacheEvict != null && cacheEvict.value().length > 0) {
            return cacheEvict.value();
        }
        //cacheNames
        if (cacheable != null && cacheable.cacheNames().length > 0) {
            return cacheable.cacheNames();
        }
        if (cachePut != null && cachePut.cacheNames().length > 0) {
            return cachePut.cacheNames();
        }
        if (cacheEvict != null && cacheEvict.cacheNames().length > 0) {
            return cacheEvict.cacheNames();
        }
        return new String[]{};
    }

    private String getKey(Method objMethod) {
        Cacheable cacheable = objMethod.getDeclaredAnnotation(Cacheable.class);
        CachePut cachePut = objMethod.getDeclaredAnnotation(CachePut.class);
        CacheEvict cacheEvict = objMethod.getDeclaredAnnotation(CacheEvict.class);
        if (cacheable != null && !cacheable.key().equals("")) {
            return cacheable.key();
        }
        if (cachePut != null && !cachePut.key().equals("")) {
            return cachePut.key();
        }
        if (cacheEvict != null && !cacheEvict.key().equals("")) {
            return cacheEvict.key();
        }
        return "";
    }
}

由于@Caching比较复杂，我们没有将Ttl.java应用到@Caching注解哦，读者可自行探索！

(3). 使用自定义的缓存有效期注解；
只需要在有使用@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict注解的方法上再添加使用@Ttl注解即可，如：

@Cacheable(value = "content", key = "'id_'+#userName")
@Ttl(duration = 10, unit = DurationUnitEnum.SECOND)
public User getUserByName(String userName) {
    System.out.println("io operation : getUserByName()");

    //模拟从数据库中获取数据
    User userInDb = new User();
    userInDb.setUserName("dylanz");
    userInDb.setRoleName("adminUser");

    return userInDb;
}

和：

@CachePut(value = "content", key = "'id_'+#user.userName")
@Ttl(duration = 1, unit = DurationUnitEnum.HOUR)
public User updateUser(User user) {
    System.out.println("io operation : updateUser()");

    //模拟从数据库中获取数据
    User userInDb = new User();
    userInDb.setUserName(user.getUserName());
    userInDb.setRoleName(user.getRoleName());

    return userInDb;
}

注：如果@Ttl注解内没有duration，则默认为60，如果unit单位没有，则默认为秒，如：

  • @Ttl：代表缓存60秒；
  • @Ttl(duration = 10)：代表缓存10秒；
  • @Ttl(duration = 10，DurationUnitEnum.MINUTE)：代表缓存10分钟；

大家可以根据自己需要再进行调整。

至此项目整体结构：

项目整体结构

演示一下：

动态缓存有效期演示

同时我们也能在API的返回中，看到缓存失效的效果！

3). 利用在Spring Cache缓存注解中value属性中设置的值，设置缓存有效期；

这种方式同样可以利用切面编程，在获取到value属性后，截取我们想设置的缓存有效期时长，然后设置缓存有效期。

例如，我们有一个Spring Cache缓存注解：

@CacheEvict(value = "content#3600", key = "'id_'+#user.userName")

参照自定义注解的代码，我们可以很轻松获取到value为 "content#3600"，然后可以截取3600为缓存有效期时长，而单位可以默认设置为秒（根据实际要求设置），最后还是一样去设置redis key的expiration。整体与自定义注解非常像，我们就不做过多介绍啦！

也有使用自定义的RedisCacheManager来实现的，未来有机会再深入哈！

上述3种方式都可以完成动态缓存有效期的设置，而我最喜欢的莫过于：自定义注解的方式，该方式灵活、易于理解，用户编码时也非常简单！

至此Spring Cache + Redis完成灵活的Redis操作到此告一段落啦，Spring Boot项目中使用Redis缓存再上层楼，有没有Get到？

如果本文对您有帮助，麻烦点赞、关注！

谢谢！

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