内容简介:微信公众号:一个优秀的废人如题,今天介绍 SpringBoot 的数据缓存。做过开发的都知道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,当需要重复获取相同数据时,一次又一次的请求数据库或者远程服务,导致大量时间耗费在数据库查询或远程方法调用上,导致性能的恶化,这便是数据缓存要解决的问题。Spring 定义了 org.springframework.cache.CacheManager 和 org.springframework.cache.Cache 接口用于统一不同的缓存技术。其中,Cac
微信公众号:一个优秀的废人
前言
如题,今天介绍 SpringBoot 的数据缓存。做过开发的都知道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,当需要重复获取相同数据时,一次又一次的请求数据库或者远程服务,导致大量时间耗费在数据库查询或远程方法调用上,导致性能的恶化,这便是数据缓存要解决的问题。
Spring 的缓存支持
Spring 定义了 org.springframework.cache.CacheManager 和 org.springframework.cache.Cache 接口用于统一不同的缓存技术。其中,CacheManager 是 Spring 提供的各种缓存技术的抽象接口,Cache 接口则是包含了缓存的各种操作(增加,删除,获取缓存,一般不会直接和此接口打交道)。
1、 Spring 支持的 CacheManager
针对不同的缓存技术,实现了不同的 CacheManager ,Spring 定义了下表所示的 CacheManager:
CacheManager | 描述 |
---|---|
SimpleCacheManager | 使用简单的 Collection 来存储缓存,主要用于测试 |
ConcurrentMapCacheManager | 使用 ConcurrentMap 来存储缓存 |
NoOpCacheManager | 仅测试用途,不会实际缓存数据 |
EhCacheCacheManager | 使用 EhCache 作为缓存技术 |
GuavaCacheManager | 使用 Google Guava 的 GuavaCache 作为缓存技术 |
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 ApacheCommonsJCS |
RedisCacheManager | 使用 Redis 作为缓存技术 |
在使用以上任意一个实现的 CacheManager 的时候,需注册实现的 CacheManager 的 Bean,如:
@Bean public EhCacheCacheManager cacheManager(CacheManager ehCacheCacheManager){ return new EhCacheCacheManager(ehCacheCacheManager); }
注意,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、 声明式缓存注解
Spring 提供了 4 个注解来声明缓存规则(又是使用注解式的 AOP 的一个例子)。4 个注解如下表示:
注解 | 解释 |
---|---|
@Cacheable | 在方法执行前 Spring 先查看缓存中是否有数据,若有,则直接返回缓存数据;若无数据,调用方法将方法返回值放入缓存中 |
@CachePut | 无论怎样,都会将方法的返回值放到缓存中。 |
@CacheEvict | 将一条或多条数据从缓存中删除 |
@Caching | 可以通过 @Caching 注解组合多个注解策略在一个方法上 |
@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict 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存储的键。
3、 开启声明式缓存支持
开启声明式缓存很简单,只需在配置类上使用 @EnableCaching 注解即可,例如:
@Configuration @EnableCaching public class AppConfig{ }
SpringBoot 的支持
在 Spring 中使用缓存技术的关键是配置 CacheManager ,而 SpringBoot 为我们配置了多个 CacheManager 的实现。
它的自动配置放在 org.springframework.boot.autoconfigure.cache 包中。
在不做任何配置的情况下,默认使用的是 SimpleCacheConfiguration ,即使用 ConcurrentMapCacheManager。SpringBoot 支持以前缀来配置缓存。例如:
spring.cache.type= # 可选 generic、ehcache、hazelcast、infinispan、jcache、redis、guava、simple、none spring.cache.cache-names= # 程序启动时创建的缓存名称 spring.cache.ehcache.config= # ehcache 配置文件的地址 spring.cache.hazelcast.config= # hazelcast配置文件的地址 spring.cache.infinispan.config= # infinispan配置文件的地址 spring.cache.jcache.config= # jcache配置文件的地址 spring.cache.jcache.provider= # 当多个 jcache 实现在类路径的时候,指定 jcache 实现 # 等等。。。
在 SpringBoot 环境下,使用缓存技术只需要在项目中导入相关缓存技术的依赖包,并在配置类中使用 @EnableCaching 开启缓存支持即可。
代码实现
本文将以 SpringBoot 默认的 ConcurrentMapCacheManager 作为缓存技术,演示 @Cacheable、@CachePut、@CacheEvict。
1、 准备工作
- IDEA
- JDK 1.8
- SpringBoot 2.1.3
2、 Pom.xml 文件依赖
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.1.3.RELEASE</version> <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --> </parent> <groupId>com.nasus</groupId> <artifactId>cache</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <name>cache</name> <description>cache Demo project for Spring Boot</description> <properties> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencies> <!-- cache 依赖 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency> <!-- JPA 依赖 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId> </dependency> <!-- web 启动类 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <!-- mysql 数据库连接类 --> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <scope>runtime</scope> </dependency> <!-- lombok 依赖,简化实体 --> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <optional>true</optional> </dependency> <!-- 单元测试类 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build> </project>
注释很清楚,无需多言。不会就谷歌一下。
3、 Application.yaml 文件配置
spring: # 数据库相关 datasource: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=UTC&useSSL=true username: root password: 123456 # jpa 相关 jpa: hibernate: ddl-auto: update # ddl-auto: 设为 create 表示每次都重新建表 show-sql: true
4、 实体类
package com.nasus.cache.entity; import javax.persistence.Entity; import javax.persistence.GeneratedValue; import javax.persistence.Id; import lombok.AllArgsConstructor; import lombok.Data; import lombok.NoArgsConstructor; @Data @Entity @AllArgsConstructor @NoArgsConstructor public class Student { @Id @GeneratedValue private Integer id; private String name; private Integer age; }
5、 dao 层
package com.nasus.cache.repository; import com.nasus.cache.entity.Student; import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository; import org.springframework.stereotype.Repository; @Repository public interface StudentRepository extends JpaRepository<Student,Integer> { }
6、 service 层
package com.nasus.cache.service; import com.nasus.cache.entity.Student; public interface StudentService { public Student saveStudent(Student student); public void deleteStudentById(Integer id); public Student findStudentById(Integer id); }
实现类:
package com.nasus.cache.service.impl; import com.nasus.cache.entity.Student; import com.nasus.cache.repository.StudentRepository; import com.nasus.cache.service.StudentService; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; 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.stereotype.Service; @Service public class StudentServiceImpl implements StudentService { // 使用 slf4j 作为日志框架 private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(StudentServiceImpl.class); @Autowired private StudentRepository studentRepository; @Override @CachePut(value = "student",key = "#student.id") // @CachePut 缓存新增的或更新的数据到缓存,其中缓存名称为 student 数据的 key 是 student 的 id public Student saveStudent(Student student) { Student s = studentRepository.save(student); LOGGER.info("为id、key 为{}的数据做了缓存", s.getId()); return s; } @Override @CacheEvict(value = "student") // @CacheEvict 从缓存 student 中删除 key 为 id 的数据 public void deleteStudentById(Integer id) { LOGGER.info("删除了id、key 为{}的数据缓存", id); //studentRepository.deleteById(id); } @Override @Cacheable(value = "student",key = "#id") // @Cacheable 缓存 key 为 id 的数据到缓存 student 中 public Student findStudentById(Integer id) { Student s = studentRepository.findById(id).get(); LOGGER.info("为id、key 为{}的数据做了缓存", id); return s; } }
代码讲解看注释,很详细。
7、 controller 层
package com.nasus.cache.controller; import com.nasus.cache.entity.Student; import com.nasus.cache.service.StudentService; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.web.bind.annotation.DeleteMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.Mapping; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController @RequestMapping("/student") public class StudentController { @Autowired private StudentService studentService; @PostMapping("/put") public Student saveStudent(@RequestBody Student student){ return studentService.saveStudent(student); } @DeleteMapping("/evit/{id}") public void deleteStudentById(@PathVariable("id") Integer id){ studentService.deleteStudentById(id); } @GetMapping("/able/{id}") public Student findStudentById(@PathVariable("id") Integer id){ return studentService.findStudentById(id); } }
8、 application 开启缓存功能
package com.nasus.cache; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching; @EnableCaching // 开启缓存功能 @SpringBootApplication public class CacheApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(CacheApplication.class, args); } }
测试
测试前,先看一眼数据库当前的数据,如下:
1、 测试 @Cacheable
访问 http://localhost :8080/student/able/2 控制台打印出了 SQL 查询语句,以及指定日志。说明这一次程序是直接查询数据库得到的结果。
2019-02-21 22:54:54.651 INFO 1564 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Completed initialization in 11 ms Hibernate: select student0_.id as id1_0_0_, student0_.age as age2_0_0_, student0_.name as name3_0_0_ from student student0_ where student0_.id=? 2019-02-21 22:54:59.725 INFO 1564 --- [nio-8080-exec-1] c.n.c.service.impl.StudentServiceImpl : 为id、key 为2的数据做了缓存
postman 第一次测试结果 :
再次访问 http://localhost :8080/student/able/2 结果如下图。但控制台无 SQL 语句打印,也无 为id、key 为2的数据做了缓存 这句话输出。
说明 @Cacheable 确实做了数据缓存,第二次的测试结果是从数据缓存中获取的,并没有直接查数据库。
2、 测试 @CachePut
如下图,postman 访问 http://localhost:8080/student/put 插入数据:
下面是控制台打印出了 SQL Insert 插入语句,以及指定日志。说明程序做了缓存。
Hibernate: insert into student (age, name, id) values (?, ?, ?) 2019-02-21 23:12:03.688 INFO 1564 --- [nio-8080-exec-8] c.n.c.service.impl.StudentServiceImpl : 为id、key 为4的数据做了缓存
插入数据返回的结果:
数据库中的结果:
访问 http://localhost :8080/student/able/4 Postman 结果如下图。控制台无输出,验证了 @CachePut 确实做了缓存,下图数据是从缓存中获取的。
3、 测试 @CacheEvict
postman 访问 http://localhost :8080/student/able/3 为 id = 3 的数据做缓存。
postman 再次访问 http://localhost :8080/student/able/3 确认数据是从缓存中获取的。
postman 访问 http://localhost :8080/student/evit/3
从缓存中删除 key 为 3 的缓存数据:
Hibernate: select student0_.id as id1_0_0_, student0_.age as age2_0_0_, student0_.name as name3_0_0_ from student student0_ where student0_.id=? 2019-02-21 23:26:08.516 INFO 8612 --- [nio-8080-exec-2] c.n.c.service.impl.StudentServiceImpl : 为id、key 为3的数据做了缓存 2019-02-21 23:27:01.508 INFO 8612 --- [nio-8080-exec-4] c.n.c.service.impl.StudentServiceImpl : 删除了id、key 为3的数据缓存
再次 postman 访问 http://localhost :8080/student/able/3 观察后台,重新做了数据缓存:
Hibernate: select student0_.id as id1_0_0_, student0_.age as age2_0_0_, student0_.name as name3_0_0_ from student student0_ where student0_.id=? 2019-02-21 23:27:12.320 INFO 8612 --- [nio-8080-exec-5] c.n.c.service.impl.StudentServiceImpl : 为id、key 为3的数据做了缓存
这一套测试流程下来,证明了 @CacheEvict 确实删除了数据缓存。
源码下载
https://github.com/turoDog/Demo/tree/master/springboot_cache_demo
切换缓存技术
切换缓存技术除了在 pom 文件加入相关依赖包配置以外,使用方式与上面的代码演示一样。
1、 切换 EhCache
在 pom 中添加 Encache 依赖:
<!-- EhCache 依赖 --> <dependency> <groupId>net.sf.ehcache</groupId> <artifactId>ehcache</artifactId> </dependency>
Ehcache 所需配置文件 ehcache.xml 只需放在类路径(resource 目录)下,SpringBoot 会自动扫描,如:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"> <ehcache> <cache name="student" maxElementsInMmory="1000"> <ehcache>
SpringBoot 会自动配置 EhcacheManager 的 Bean。
2、 切换 Guava
只需在 pom 中加入 Guava 依赖即可:
<!-- GuavaCache 依赖 --> <dependency> <groupId>com.google.guava</groupId> <artifactId>guava</artifactId> <version>18.0</version> </dependency>
SpringBoot 会自动配置 GuavaCacheManager 的 Bean。
3、 切换 RedisCache
与 Guava 一样,只需在 pom 加入依赖即可:
<!-- cache 依赖 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId> </dependency>
SpringBoot 会自动配置 RedisCacheManager 以及 RedisTemplate 的 Bean。
此外,切换其他缓存技术的方式也是类似。这里不做赘述。
后语
以上为 SpringBoot 数据缓存的教程。
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