21. 如何在Spring Boot中配置和使用缓存？Spring Boot中的缓存抽象是如何实现的？
大约 5 分钟
在Spring Boot中，缓存（Caching）是通过Spring的缓存抽象（Spring Cache Abstraction）来实现的。这个抽象层为各种缓存实现（如EhCache、Redis、Guava等）提供了统一的API，从而使得开发者可以轻松地在应用中添加缓存功能，并且可以在不同的缓存实现之间切换，而无需改变代码。
1. Spring Boot 中的缓存配置
Spring Boot 提供了对缓存的自动配置支持，只需要简单的配置，就可以快速在项目中启用缓存。
1.1 引入依赖
首先，根据你选择的缓存实现，添加相应的依赖。
EhCache（本地缓存）：
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>net.sf.ehcache</groupId> <artifactId>ehcache</artifactId> </dependency>Redis（分布式缓存）：
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> </dependency>
1.2 启用缓存功能
在Spring Boot应用的主类或配置类上添加@EnableCaching注解，以启用缓存功能。
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class MyApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
}
}1.3 配置缓存
Spring Boot会根据你引入的依赖自动配置缓存。如果使用EhCache，可以在src/main/resources/目录下创建ehcache.xml文件来配置EhCache。如果使用Redis，则需要在application.properties或application.yml中配置Redis连接信息。
EhCache配置（
ehcache.xml）：<ehcache> <cache name="myCache"> <maxEntriesLocalHeap>1000</maxEntriesLocalHeap> <timeToLiveSeconds>3600</timeToLiveSeconds> </cache> </ehcache>Redis配置（
application.yml）：spring: cache: type: redis redis: host: localhost port: 6379
2. 使用缓存
Spring的缓存抽象通过几个注解来实现，主要包括@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict和@Caching。
2.1 @Cacheable 注解
@Cacheable注解用于将方法的返回结果缓存起来，当下一次使用相同的参数调用该方法时，将直接从缓存中获取结果，而不会执行方法体。
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService {
@Cacheable(value = "users", key = "#id")
public User getUserById(Long id) {
System.out.println("Fetching user from database...");
return findUserById(id); // 假设这是一个耗时的数据库查询
}
private User findUserById(Long id) {
// 模拟数据库查询
return new User(id, "John Doe");
}
}value：指定缓存的名称。key：指定缓存的键，支持SpEL表达式，默认是方法参数。
2.2 @CachePut 注解
@CachePut注解用于更新缓存。每次调用方法时，方法都会执行，结果也会更新到缓存中。
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService {
@CachePut(value = "users", key = "#user.id")
public User updateUser(User user) {
System.out.println("Updating user in database...");
return saveUser(user); // 假设这是一个更新数据库的方法
}
private User saveUser(User user) {
// 模拟保存用户
return user;
}
}- **
@CachePut**不会影响方法的执行，它保证方法体每次都会被执行，并且返回值会被放入缓存。
2.3 @CacheEvict 注解
@CacheEvict注解用于从缓存中移除一个或多个条目。
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService {
@CacheEvict(value = "users", key = "#id")
public void deleteUserById(Long id) {
System.out.println("Deleting user from database...");
removeUser(id); // 假设这是一个删除数据库记录的方法
}
private void removeUser(Long id) {
// 模拟删除用户
}
}allEntries = true：如果设置为true，将清空指定缓存中的所有条目。
2.4 @Caching 注解
@Caching注解允许组合多个缓存操作，比如同时使用@Cacheable和@CachePut。
import org.springframework.cache.annotation.Caching;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService {
@Caching(
cacheable = @Cacheable(value = "users", key = "#id"),
put = @CachePut(value = "users", key = "#result.id")
)
public User getUser(Long id) {
System.out.println("Fetching and caching user...");
return findUserById(id);
}
private User findUserById(Long id) {
// 模拟数据库查询
return new User(id, "John Doe");
}
}3. Spring Cache Abstraction 的工作原理
Spring的缓存抽象提供了对缓存行为的统一API，具体的缓存实现可以是EhCache、Redis、Guava、Simple Map等。Spring Cache的工作原理可以概括如下：
- 注解驱动：Spring通过
@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict等注解驱动缓存的行为。Spring AOP拦截标注了这些注解的方法调用，并在合适的时机执行缓存逻辑。 - 缓存管理器：Spring Cache通过
CacheManager接口抽象了缓存管理器，不同的缓存实现对应不同的CacheManager。例如，EhCacheManager用于管理EhCache实例，RedisCacheManager用于管理Redis缓存。 - 缓存对象：
Cache接口表示一个具体的缓存对象，提供了对缓存数据的基本操作，如获取、添加和删除缓存条目。 - 缓存键的生成：
KeyGenerator接口负责生成缓存键，默认使用参数组合生成键。也可以通过实现KeyGenerator接口定制缓存键生成策略。
4. 定制缓存行为
4.1 自定义KeyGenerator
如果默认的键生成策略不满足需求，可以实现KeyGenerator接口并在配置类中注册。
import org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.lang.reflect.Method;
@Configuration
public class CacheConfig {
@Bean("customKeyGenerator")
public KeyGenerator keyGenerator() {
return new KeyGenerator() {
@Override
public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
return method.getName() + "_" + params[0].toString();
}
};
}
}使用自定义的KeyGenerator：
@Cacheable(value = "users", keyGenerator = "customKeyGenerator")
public User getUserById(Long id) {
// ...
}4.2 配置不同的CacheManager
如果需要在同一个应用中使用多种缓存实现，可以在配置类中定义多个CacheManager，并在@Cacheable等注解中指定使用哪个缓存管理器。
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheManager;
@Configuration
public class CacheConfig {
@Bean
public RedisCacheManager redisCacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
return RedisCacheManager.create(connectionFactory);
}
@Bean
public ConcurrentMapCacheManager concurrentMapCacheManager() {
return new ConcurrentMapCacheManager("defaultCache");
}
}使用不同的CacheManager：
@Cacheable(value = "users", cacheManager = "redisCacheManager")
public User getUserById(Long id) {
// ...
}5. 总结
在Spring Boot中，缓存抽象通过简化的注解驱动机制，使得开发者可以轻松