SpringBoot 与缓存

1、缓存

1）几个概念和缓存注解

对象	说明
Cache	缓存接口，定义缓存操作，实现类有RedisCache EhCache、ConcurrentMapCache等
CacheManager	缓存管理器，管理各种缓存（Cache）组件
@CacheEnable	主要针对方法配置，能够根据方法的请求参数对其结构进行缓存
@CacheEvict	用于清空缓存
@CachePut	保证方法被调用，结果被缓存
@EnableCaching	开启基于注解的缓存
@keyGenerator	缓存数据时key的生成策略
@serialize	缓存数据时value序列化策略

2）Cache注解的使用及分析

SpringBoot应用程序开启缓存注解

/**
 * 一、搭建基本环境
 * 1、导入数据库文件 创建出department和employee表
 * 2、创建javaBean封装数据
 * 3、整合MyBatis操作数据库
 *      1.配置数据源信息
 *      2.使用注解版的MyBatis；
 *          1）、@MapperScan指定需要扫描的mapper接口所在的包
 * 二、快速体验缓存
 *      步骤：
 *          1、开启基于注解的缓存 @EnableCaching
 *          2、标注缓存注解即可
 *              @Cacheable
 *              @CacheEvict
 *              @CachePut
 * 默认使用的是ConcurrentMapCacheManager==ConcurrentMapCache；将数据保存在   ConcurrentMap<Object, Object>中
 * 开发中使用缓存中间件；redis、memcached、ehcache；
 * 三、整合redis作为缓存
 * 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。
 *  1、安装redis：使用docker；
 *  2、引入redis的starter（spring-boot-starter-data-redis）
 *  3、配置redis
                在配置文件中指定spring.redis.host，例：192.168.1.100
 *  4、测试缓存
 *      原理：CacheManager===Cache 缓存组件来实际给缓存中存取数据
 *      1）、引入redis的starter，容器中保存的是 RedisCacheManager；
 *      2）、RedisCacheManager 帮我们创建 RedisCache 来作为缓存组件；RedisCache通过操作redis缓存数据的
 *      3）、默认保存数据 k-v 都是Object；利用序列化保存；如何保存为json
 *              1、引入了redis的starter，cacheManager变为 RedisCacheManager；
 *              2、默认创建的 RedisCacheManager 操作redis的时候使用的是 RedisTemplate<Object, Object>
 *              3、RedisTemplate<Object, Object> 是 默认使用jdk的序列化机制，可以在自定义的template中修改
 *              4）、自定义CacheManager，若只是改为json数据可以不配置，但template中泛型要是Object，否则不同类型的类在反    
                          序列化时会报错；
 *
 */
@MapperScan("mapper所在包")
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class CacheApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(CacheApplication.class, args);
    }
}

自定义KeyGenerator

@Configuration
public class MyCacheConfig {

    @Bean("myKeyGenerator")
    public KeyGenerator keyGenerator(){
        return new KeyGenerator(){

            @Override
            public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
                return method.getName()+"["+ Arrays.asList(params).toString()+"]";
            }
        };
    }
}

Redis配置类

@Configuration
public class RedisConfig {
   
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        RedisSerializer<String> redisSerializer = new StringRedisSerializer();
        Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
        template.setConnectionFactory(factory);
        //key序列化方式
        template.setKeySerializer(redisSerializer);
        //value序列化
        template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        //value hashmap序列化
        template.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        return template;
    }

    @Bean
    public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisSerializer<String> redisSerializer = new StringRedisSerializer();
        Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);

        //解决查询缓存转换异常的问题
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);

        // 配置序列化（解决乱码的问题）,//取消过期时间30秒
        RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                /*.entryTtl(Duration.ofSeconds(30))*/
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(redisSerializer))
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(jackson2JsonRedisSerializer))
                .disableCachingNullValues();
        RedisCacheManager cacheManager = RedisCacheManager.builder(factory)
                .cacheDefaults(config)
                .build();
        return cacheManager;
    }
}

EmployeeService中使用缓存注解

@CacheConfig(cacheNames="emp"/*,cacheManager = "myCacheManager"*/) //抽取缓存的公共配置
@Service
public class EmployeeService {

    @Autowired
    EmployeeMapper employeeMapper;
    /**
     * 将方法的运行结果进行缓存；以后再要相同的数据，直接从缓存中获取，不用调用方法；
     * CacheManager管理多个Cache组件的，对缓存的真正CRUD操作在Cache组件中，每一个缓存组件有自己唯一一个名字；
     *
     * 原理：
     *   1、自动配置类；CacheAutoConfiguration
     *   2、缓存的配置类（系统开启debug后可以看到启动的CacheConfiguration）
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GenericCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.EhCacheCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.HazelcastCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.InfinispanCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CouchbaseCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.RedisCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CaffeineCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GuavaCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.SimpleCacheConfiguration【默认】
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration
     *   3、配置类默认生效：SimpleCacheConfiguration；
     *   4、给容器中注册了一个CacheManager：ConcurrentMapCacheManager
     *   5、可以获取和创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件；他的作用将数据保存在ConcurrentMap中；
     *
     *   运行流程：
     *   @Cacheable：
     *   1、方法运行之前，先去查询Cache（缓存组件），按照cacheNames/value指定的名字获取；
     *      （CacheManager先获取相应的缓存），第一次获取缓存如果没有Cache组件会自动创建。
     *   2、去Cache中查找缓存的内容，使用一个key，默认就是方法的参数；
     *      key是按照某种策略生成的；默认是使用keyGenerator生成的，默认使用SimpleKeyGenerator生成key；
     *          SimpleKeyGenerator生成key的默认策略；
     *                  如果没有参数；key=new SimpleKey()；
     *                  如果有一个参数：key=参数的值
     *                  如果有多个参数：key=new SimpleKey(params)；
     *   3、没有查到缓存就调用目标方法；
     *   4、将目标方法返回的结果，放进缓存中
     *
     *   @Cacheable标注的方法执行之前先来检查缓存中有没有这个数据，默认按照参数的值作为key去查询缓存，如果没有就运行方法并将结果放入缓存；以后再来调用就可以直接使用缓存中的数据；
     *
     *   核心：
     *      1）、使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】组件
     *      2）、key使用keyGenerator生成的，默认是SimpleKeyGenerator
     *
     *   几个属性：
     *      cacheNames/value：指定缓存组件的名字;将方法的返回结果放在哪个缓存中，是数组的方式，可以指定多个缓存；
     *      key：缓存数据使用的key；可以用它来指定。默认是使用方法参数的值  1-方法的返回值
     *              编写SpEL；#id;参数id的值   #a0  #p0  #root.args[0]
     *              getEmp[2]
     *
     *      keyGenerator：key的生成器；可以自己指定key的生成器的组件id
     *              key/keyGenerator：二选一使用;
     *
     *      cacheManager：指定缓存管理器；或者cacheResolver指定获取解析器
     *
     *      condition：指定符合条件的情况下才缓存；
     *              ,condition = "#id>0"
     *          condition = "#a0>1"：第一个参数的值》1的时候才进行缓存
     *
     *      unless:否定缓存；当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
     *              unless = "#result == null"
     *              unless = "#a0==2":如果第一个参数的值是2，结果不缓存；
     *      sync：是否使用异步模式
     * @param id
     * @return
     *
     */
    @Cacheable(value = {"emp"}/*,keyGenerator = "myKeyGenerator",condition = "#a0>1",unless = "#a0==2"*/)
    public Employee getEmp(Integer id){
        System.out.println("查询"+id+"号员工");
        Employee emp = employeeMapper.getEmpById(id);
        return emp;
    }

    /**
     * @CachePut：既调用方法，又更新缓存数据；同步更新缓存
     * 修改了数据库的某个数据，同时更新缓存；
     * 运行时机：
     *  1、先调用目标方法
     *  2、将目标方法的结果缓存起来
     * 测试步骤：
     *  1、查询1号员工；查到的结果会放在缓存中；
     *          key：1  value：lastName：张三
     *  2、以后查询还是之前的结果
     *  3、更新1号员工；【lastName:zhangsan；gender:0】
     *          将方法的返回值也放进缓存了；
     *          key：传入的employee对象  值：返回的employee对象；
     *  4、查询1号员工？
     *      应该是更新后的员工；
     *          key = "#employee.id":使用传入的参数的员工id；
     *          key = "#result.id"：使用返回后的id
     *             @Cacheable的key是不能用#result
     *      为什么是没更新前的？【1号员工没有在缓存中更新】
     */
    @CachePut(/*value = "emp",*/key = "#result.id")
    public Employee updateEmp(Employee employee){
        System.out.println("updateEmp:"+employee);
        employeeMapper.updateEmp(employee);
        return employee;
    }

    /**
     * @CacheEvict：缓存清除
     *  key：指定要清除的数据
     *  allEntries = true：指定清除这个缓存中所有的数据
     *  beforeInvocation = false：缓存的清除是否在方法之前执行
     *      默认代表缓存清除操作是在方法执行之后执行;如果出现异常缓存就不会清除
     *
     *  beforeInvocation = true：
     *      代表清除缓存操作是在方法运行之前执行，无论方法是否出现异常，缓存都清除
     */
    @CacheEvict(value="emp",beforeInvocation = true/*key = "#id",*/)
    public void deleteEmp(Integer id){
        System.out.println("deleteEmp:"+id);
        //employeeMapper.deleteEmpById(id);
        int i = 10/0;
    }
    // @Caching 定义复杂的缓存规则
    @Caching(
         cacheable = {
             @Cacheable(/*value="emp",*/key = "#lastName")
         },
         put = {
             @CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.id"),
             @CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.email")
         }
    )
    public Employee getEmpByLastName(String lastName){
        return employeeMapper.getEmpByLastName(lastName);
    }
}

Cache SpEL