SpringBoot如何使用@Cacheable进行缓存与取值

目录
  • 使用@Cacheable进行缓存与取值
    • 1. @Cacheable的作用
    • 2.常用属性说明
  • SpringBoot中Cacheable使用说明
    • 功能说明
    • 1. cacheNames & value
    • 2. 关联多个缓存名
    • 3. key & keyGenerator
    • 4. cacheManager & cacheResolver
    • 5. sync
    • 6. condition
    • 7. unless
    • 8. condition VS unless ?

使用@Cacheable进行缓存与取值

1. @Cacheable的作用

缓存使用步骤:@Cacheable这个注解,用它就是为了使用缓存的。所以我们可以先说一下缓存的使用步骤:

开启基于注解的缓存,使用 @EnableCaching 标识在 SpringBoot 的主启动类上。

标注缓存注解即可

第一步:开启基于注解的缓存,使用 @EnableCaching 标注在 springboot 主启动类上

//开启基于注解的缓存
@EnableCaching   
@EnableRyFeignClients
@SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class})
public class ZfjgAuthApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZfjgAuthApplication.class, args);
    }
}

第二步:标注缓存注解

@Repository
public interface DeviceMapper {
    @Cacheable(cacheNames = "DeviceDO.deviceId")
    DeviceDO get(String deviceId);
    @CacheEvict(cacheNames = "DeviceDO.deviceId", key = "#record.deviceId")
    int insert(DeviceDO record);
}

注:这里使用 @Cacheable 注解就可以将运行结果缓存,以后查询相同的数据,直接从缓存中取,不需要调用方法。

2.常用属性说明

下面介绍一下 @Cacheable 这个注解常用的几个属性:

  • cacheNames/value:用来指定缓存组件的名字
  • key:缓存数据时使用的 key,可以用它来指定。默认是使用方法参数的值。(这个 key 你可以使用 spEL 表达式来编写)
  • keyGenerator:key 的生成器。 key 和 keyGenerator 二选一使用
  • cacheManager:可以用来指定缓存管理器。从哪个缓存管理器里面获取缓存。
  • condition:可以用来指定符合条件的情况下才缓存
  • 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。当然你也可以获取到结果进行判断。(通过 #result 获取方法结果)
  • sync:是否使用异步模式。

SpringBoot中Cacheable使用说明

功能说明

@Cacheable 注解在方法上,表示该方法的返回结果是可以缓存的。也就是说,该方法的返回结果会放在缓存中,以便于以后使用相同的参数调用该方法时,会返回缓存中的值,而不会实际执行该方法。

注意,这里强调了一点:参数相同。这一点应该是很容易理解的,因为缓存不关心方法的执行逻辑,它能确定的是:对于同一个方法,如果参数相同,那么返回结果也是相同的。但是如果参数不同,缓存只能假设结果是不同的,所以对于同一个方法,你的程序运行过程中,使用了多少种参数组合调用过该方法,理论上就会生成多少个缓存的 key(当然,这些组合的参数指的是与生成 key 相关的)。下面来了解一下 @Cacheable 的一些参数:

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import org.springframework.core.annotation.AliasFor;
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Cacheable {
    @AliasFor("cacheNames")
    String[] value() default {};
    @AliasFor("value")
    String[] cacheNames() default {};
    String key() default "";
    String keyGenerator() default "";
    String cacheManager() default "";
    String cacheResolver() default "";
    String condition() default "";
    String unless() default "";
    boolean sync() default false;
}

1. cacheNames & value

@Cacheable 提供两个参数来指定缓存名:value、cacheNames,二者选其一即可。这是 @Cacheable 最简单的用法示例:

@Override
@Cacheable("menu")
public Menu findById(String id) {
    Menu menu = this.getById(id);
    if (menu != null){
        System.out.println("menu.name = " + menu.getName());
    }
    return menu;
}

在这个例子中,findById 方法与一个名为 menu 的缓存关联起来了。调用该方法时,会检查 menu 缓存,如果缓存中有结果,就不会去执行方法了。

2. 关联多个缓存名

其实,按照官方文档,@Cacheable 支持同一个方法关联多个缓存。这种情况下,当执行方法之前,这些关联的每一个缓存都会被检查,而且只要至少其中一个缓存命中了,那么这个缓存中的值就会被返回。

示例:

@Override
    @Cacheable({"menu", "menuById"})
    public Menu findById(String id) {
        Menu menu = this.getById(id);
        if (menu != null){
            System.out.println("menu.name = " + menu.getName());
        }
        return menu;
    }
---------
@GetMapping("/findById/{id}")
public Menu findById(@PathVariable("id")String id){
    Menu menu0 = menuService.findById("fe278df654adf23cf6687f64d1549c0a");
    Menu menu2 = menuService.findById("fb6106721f289ebf0969565fa8361c75");
    return menu0;
}

为了直观起见,直接将 id 参数写到代码里。现在,我们来测试一下,看一下结果:

3. key & keyGenerator

一个缓存名对应一个被注解的方法,但是一个方法可能传入不同的参数,那么结果也就会不同,这应该如何区分呢?这就需要用到 key 。在 spring 中,key 的生成有两种方式:显式指定和使用 keyGenerator 自动生成。

3.1 KeyGenerator 自动生成

当我们在声明 @Cacheable 时不指定 key 参数,则该缓存名下的所有 key 会使用 KeyGenerator 根据参数 自动生成。spring 有一个默认的 SimpleKeyGenerator ,在 spring boot 自动化配置中,这个会被默认注入。生成规则如下:

  • 如果该缓存方法没有参数,返回 SimpleKey.EMPTY ;
  • 如果该缓存方法有一个参数,返回该参数的实例 ;
  • 如果该缓存方法有多个参数,返回一个包含所有参数的 SimpleKey ;

默认的 key 生成器要求参数具有有效的 hashCode() 和 equals() 方法实现。另外,keyGenerator 也支持自定义, 并通过 keyGenerator 来指定。关于 KeyGenerator 这里不做详细介绍,有兴趣的话可以去看看源码,其实就是使用 hashCode 进行加乘运算。跟 String 和 ArrayList 的 hash 计算类似。

3.2 显式指定 key

相较于使用 KeyGenerator 生成,spring 官方更推荐显式指定 key 的方式,即指定 @Cacheable 的 key 参数。

即便是显式指定,但是 key 的值还是需要根据参数的不同来生成,那么如何实现动态拼接呢?SpEL(Spring Expression Language,Spring 表达式语言) 能做到这一点。下面是一些使用 SpEL 生成 key 的例子。

@Override
    @Cacheable(value = {"menuById"}, key = "#id")
    public Menu findById(String id) {
        Menu menu = this.getById(id);
        if (menu != null){
            System.out.println("menu.name = " + menu.getName());
        }
        return menu;
    }
    @Override
    @Cacheable(value = {"menuById"}, key = "'id-' + #menu.id")
    public Menu findById(Menu menu) {
        return menu;
    }
    @Override
    @Cacheable(value = {"menuById"}, key = "'hash' + #menu.hashCode()")
    public Menu findByHash(Menu menu) {
        return menu;
    }

官方说 key 和 keyGenerator 参数是互斥的,同时指定两个会导致异常。

4. cacheManager & cacheResolver

CacheManager,缓存管理器是用来管理(检索)一类缓存的。通常来讲,缓存管理器是与缓存组件类型相关联的。我们知道,spring 缓存抽象的目的是为使用不同缓存组件类型提供统一的访问接口,以向开发者屏蔽各种缓存组件的差异性。那么 CacheManager 就是承担了这种屏蔽的功能。spring 为其支持的每一种缓存的组件类型提供了一个默认的 manager,如:RedisCacheManager 管理 redis 相关的缓存的检索、EhCacheManager 管理 ehCache 相关的缓等。

CacheResolver,缓存解析器是用来管理缓存管理器的,CacheResolver 保持一个 cacheManager 的引用,并通过它来检索缓存。CacheResolver 与 CacheManager 的关系有点类似于 KeyGenerator 跟 key。spring 默认提供了一个 SimpleCacheResolver,开发者可以自定义并通过 @Bean 来注入自定义的解析器,以实现更灵活的检索。

大多数情况下,我们的系统只会配置一种缓存,所以我们并不需要显式指定 cacheManager 或者 cacheResolver。但是 spring 允许我们的系统同时配置多种缓存组件,这种情况下,我们需要指定。指定的方式是使用 @Cacheable 的 cacheManager 或者 cacheResolver 参数。

按照官方文档,cacheManager 和 cacheResolver 是互斥参数,同时指定两个可能会导致异常。

5. sync

是否同步,true/false。在一个多线程的环境中,某些操作可能被相同的参数并发地调用,这样同一个 value 值可能被多次计算(或多次访问 db),这样就达不到缓存的目的。针对这些可能高并发的操作,我们可以使用 sync 参数来告诉底层的缓存提供者将缓存的入口锁住,这样就只能有一个线程计算操作的结果值,而其它线程需要等待,这样就避免了 n-1 次数据库访问。

sync = true 可以有效的避免缓存击穿的问题。

6. condition

调用前判断,缓存的条件。有时候,我们可能并不想对一个方法的所有调用情况进行缓存,我们可能想要根据调用方法时候的某些参数值,来确定是否需要将结果进行缓存或者从缓存中取结果。比如当我根据年龄查询用户的时候,我只想要缓存年龄大于 35 的查询结果。那么 condition 能实现这种效果。

condition 接收一个结果为 true 或 false 的表达式,表达式同样支持 SpEL 。如果表达式结果为 true,则调用方法时会执行正常的缓存逻辑(查缓存-有就返回-没有就执行方法-方法返回不空就添加缓存);否则,调用方法时就好像该方法没有声明缓存一样(即无论传入了什么参数或者缓存中有些什么值,都会执行方法,并且结果不放入缓存)。下面举个例子:

我们看一下数据库,以这两条数据为例:

  

我们首先定义一个带条件的缓存方法:

@Override
    @Cacheable(value = {"menuById"}, key = "#id", condition = "#conditionValue > 1")
    public Menu findById(String id, Integer conditionValue) {
        Menu menu = this.getById(id);
        if (menu != null){
            System.out.println("menu.name = " + menu.getName());
        }
        return menu;
    }

然后分两种情况调用(为了直观可见,直接将 id 写在代码中):

@GetMapping("/findById/{id}")
    public Menu findById(@PathVariable("id")String id){
        Menu menu0 = menuService.findById("fe278df654adf23cf6687f64d1549c0a", 0);
        Menu menu2 = menuService.findById("fb6106721f289ebf0969565fa8361c75", 2);
        return menu0;
    }

可以看到,两次请求都执行方法(因为原来缓存中都没有数据),但是只有“微服务测试2”缓存了。这说明,只有满足 condition 条件的调用,结果才会被缓存。接下来我们再请求一遍,看下结果和打印:

可以看到,“微服务测试2”由于已经有了缓存,所以没有再执行方法体。而“微服务测试0”又一次执行了。

7. unless

执行后判断,不缓存的条件。unless 接收一个结果为 true 或 false 的表达式,表达式支持 SpEL。当结果为 true 时,不缓存。举个例子:

我们先清除 redis 中的数据。然后看看 mysql 中的数据:

  

然后编写一个缓存方法(在该方法中,result代表方法的返回值。关于):

@Override
    @Cacheable(value = {"menuById"}, key = "#id", unless = "#result.type == 'folder'")
    public Menu findById(String id) {
        Menu menu = this.getById(id);
        if (menu != null){
            System.out.println("menu.name = " + menu.getName());
        }
        return menu;
    }

然后调用该方法:

@GetMapping("/findById/{id}")
    public Menu findById(@PathVariable("id")String id){
        Menu menu0 = menuService.findById("fe278df654adf23cf6687f64d1549c0a");
        Menu menu2 = menuService.findById("fb6106721f289ebf0969565fa8361c75");
        return menu0;
    }

可以看到,两次都执行了方法体(其实,unless 条件就是在方法执行完毕后调用,所以它不会影响方法的执行),但是结果只有 menu.type = ‘page’ 的缓存了,说明 unless 参数生效了。

8. condition VS unless ?

既然 condition 和 unless 都能决定是否进行缓存,那么同时指定这两个参数并且结果相冲突的时候,会怎么样呢?我们来试一试。

首先清除 redis 数据,然后在缓存方法上加上 condition=“true”,如:

@Override
    @Cacheable(value = {"menuById"}, key = "#id", condition = "true", unless = "#result.type == 'folder'")
    public Menu findById(String id) {
        Menu menu = this.getById(id);
        if (menu != null){
            System.out.println("menu.name = " + menu.getName());
        }
        return menu;
    }

其它代码不变,我们来看一下缓存结果和打印:

可以看到,虽然两次调用都执行了,但是,type=‘folder’ 的还是被排除了。说明这种情况下,unless 比 condition 优先级要高。接下来我们把 condition=“false”,再来试试,结果:

可以看到,两次调用的结果都没有缓存。说明在这种情况下,condition 比 unless 的优先级高。总结起来就是:

  • condition 不指定相当于 true,unless 不指定相当于 false
  • condition = false,一定不会缓存;
  • condition = true,且 unless = true,不缓存;
  • condition = true,且 unless = false,缓存;

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我们。

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