Spring Boot 数据缓存 Cache

我们知道一个程序的瓶颈在于数据库，我们也知道内存的速度是大大快于硬盘的速度的。当我们需要重复地获取相同的数据的时候，我们一次又一次的请求数据库或者远程服务，导致大量的时间耗费在数据库查询或者远程方法调用上，导致程序性能的恶化，这便是数据缓存要解决的问题。

Spring缓存支持

Spring定义了org.springframework.cache.CacheManager和org.springframework.cache.Cache接口用来统一不同的缓存的技术。其中，CacheManager是Spring提供的各种缓存技术抽象接口，Cache接口包含缓存的各种操作（增加、删除、获得缓存，我们一般不会直接和此接口打交道）。

1.Spring支持的CacheManager

CacheManager	描述
SimpleCacheManager	使用简单的Collection来存储缓存，主要用来测试
ConcurrentMapCacheManager	使用ConcurrentMap来存储缓存
NoOpCacheManager	仅测试用，不会实际存储缓存
EhCacheCacheManager	使用EhCache作为缓存技术
GuavaCacheManager	使用google guava的GuavaCache作为缓存技术（在1.5版本弃用了）
HazelcastCacheManager	使用Hazelcast作为缓存技术
JCacheCacheManager	支持JCache（JSR-107）标准的实现作为缓存技术，如Apache Commons JCS
RedisCacheManager	使用redis来作为缓存技术

针对不同的缓存技术，需要实现不同的CacheManager，Spring定义了如表所示的CacheManager实现。

CacheManager	描述
SimpleCacheManager	使用简单的Collection来存储缓存，主要用来测试
ConcurrentMapCacheManager	使用ConcurrentMap来存储缓存
NoOpCacheManager	仅测试用，不会实际存储缓存
EhCacheCacheManager	使用EhCache作为缓存技术
GuavaCacheManager	使用google guava的GuavaCache作为缓存技术（在1.5版本弃用了）
HazelcastCacheManager	使用Hazelcast作为缓存技术
JCacheCacheManager	支持JCache（JSR-107）标准的实现作为缓存技术，如Apache Commons JCS
RedisCacheManager	使用redis来作为缓存技术

在我们使用任意一个实现的CacheManager的时候，需注册实现的CacheManager的Bean，例如：

@Bean
public EhCacheCacheManager cacheManager(CacheManager ehCacheCacheManager) {

return new EhCacheCacheManager(ehCacheCacheManager);
}

当然，每种缓存技术都有很多的额外配置，但配置cacheManager是必不可少的。

2.声名式缓存注解

Spring提供了4个注解来声明缓存规则（又是使用注解式的AOP的一个生动例子）。这四个注解如表所示。

注解	解释
@Cacheable	在方法执行前，Spring先检查缓存中是否有数据，如果有数据就直接返回缓存中的数据；如果没有就调用方法，并将返回值放入缓存。
@CachePut	无论怎么样，都会将方法的返回值放到缓存中。@CachePut的属性和@Cacheable保持一致
@CacheEvict	将一条或多条数据从缓存中删除
@Caching	可以通过该注解，组合多个注解策略在一个方法上

@Cacheable、@CachePut、@CacheEvit都有value属性，指定的是要使用的缓存名称；key属性指定的是数据在缓存中的存储的键。

3.开启声名式缓存支持

开启声名式缓存支持十分简单，只需在配置类上使用@EnableCaching注解即可，例如：

@Configuration
@EnableCaching
public class AppConfig {

}

Spring Boot的支持

在Spring中使用缓存技术的关键是配置CacheManager，而Spring Boot为我们自动配置了多个CacheManager的实现。

Spring Boot的CacheManager的自动配置放置在org.springframework.boot.autoconfigure.cache包中，如图所示。



image

通过图我们可以看出，Spring Boot为我们自动配置了EhCacheCacheConfiguration（使用EhCache）、GenericCacheConfiguration（使用Collection）、GuavaCacheConfiguration（使用Guava）、HazelcastCacheConfiguration（使用Hazelcast）、InfinispanCacheConfiguration（使用Infinispan）、JCacheCacheConfiguration（使用JCache）、NoOpCacheConfiguration（不使用存储）、RedisCacheConfiguration（使用Redis）、SimpleCacheConfiguration（使用ConcurrentMap）。在不做任何额外配置的情况下，默认使用的是SimpleCacheConfiguration，即使用ConcurrentMapCacheManager。

/*
* Copyright 2012-2016 the original author or authors.
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
*      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 *
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/

package org.springframework.boot.autoconfigure.cache;

import java.util.List;

import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnMissingBean;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheManager;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Conditional;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
* Simplest cache configuration, usually used as a fallback.
*
* @author Stephane Nicoll
* @since 1.3.0
*/
@Configuration
@ConditionalOnMissingBean(CacheManager.class)
@Conditional(CacheCondition.class)
class SimpleCacheConfiguration {

private final CacheProperties cacheProperties;

private final CacheManagerCustomizers customizerInvoker;

SimpleCacheConfiguration(CacheProperties cacheProperties,
CacheManagerCustomizers customizerInvoker) {
this.cacheProperties = cacheProperties;
this.customizerInvoker = customizerInvoker;
}

@Bean // 默认使用ConcurrentMapCacheManager
public ConcurrentMapCacheManager cacheManager() {
ConcurrentMapCacheManager cacheManager = new ConcurrentMapCacheManager();
List<String> cacheNames = this.cacheProperties.getCacheNames();
if (!cacheNames.isEmpty()) {
cacheManager.setCacheNames(cacheNames);
}
return this.customizerInvoker.customize(cacheManager);
}

}

Spring Boot支持以“spring.cache”为前缀的属性来配置缓存。

spring.cache.type= # 可选generic, ehcache, hazelcast, infinispan, jcache, redis, guava, simple, none
spring.cache.cache-names= # 程序启动时创建缓存名称
spring.cache.ehcache.config= #  ehcache配置文件地址
spring.cache.hazelcast.config= #  hazelcast 配置文件地址
spring.cache.infinispan.config= #  infinispan 配置文件地址
spring.cache.jcache.config= #  jcache 配置文件地址
spring.cache.jcache.provider= #当多个 jcache实现在类路径中的时候，指定jcache实现
spring.cache.guava.spec= # guava specs

在Spring Boot环境下，使用缓存技术只需在项目中导入相关缓存技术的依赖包，并在配置类使用@EnableCaching开启缓存支持即可。