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Spring系列之Spring Cache缓存注解的使用

news 来源：原创 2024/9/20 16:53:24

一、概述

二、缓存注解

1、@Cacheable 缓存结果

2、@CachePut 更新缓存

3、@CacheEvict 清除缓存

4、@Caching 组合缓存（不常用）

5、@CacheConfig 类级别缓存配置（不常用）

6、@CacheResult 设置缓存超时（不常用）

三、使用方式

1、@EnableCaching开启缓存

2、在方法上添加注解@Cacheable等注解

四、优劣势

五、总结

一、概述

Spring Cache 是 Spring Framework 提供的一个用于操作缓存的抽象层，它简化了在 Spring 应用程序中集成和使用缓存的过程

Spring Cache 不直接实现任何缓存技术，而是定义了一套标准接口和注解，使得开发人员可以轻松地切换底层缓存实现，而无需修改业务逻辑代码

是不是有点似懂非懂，那么使用一个🌰来了解

🌰：一般会将用户相关信息存储到缓存中，为了提高用户信息的查询效率，那么就是如下操作：

@Service
public class UserService {@Autowireprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;//查询用户public User getUserById(Long userId) {String userKey = "userId_" + userId;Uesr user = (User) redisTemplate.opsForValue().get(userKey);if(user != null) {return user;}user = userMapper.getUserById(userId);if(user != null) {redisTemplate.opsForValue().set(userKey, user);return user;}}//更新用户public User updateUser(User user) {userMapper.updateUser(user);String userKey = "userId_" + userId;return (User) redisTemplate.opsForValue().get(userKey);}//删除用户public void deleteUser(Long userId){userMapper.deleteUserById(userId);String userKey = "userId_" + userId.getId();redisTemplate.delete(userKey);}
}

一般都会是这样写，非常容易理解，但是

代码不够优雅，每次读用户信息查询、新增、修改、删除，都需要调用缓存命令的API，产生很多重复代码
代码有侵入性，缓存操作和业务逻辑之间的代码耦合度高

侵入性主要体现如下两点：

开发联调阶段，需要去掉缓存，只能注释或者临时删除缓存操作代码，也容易出错；
某些场景下，需要更换缓存组件，每个缓存组件有自己的API，更换成本颇高

那么为了解决上述问题，Spring Cache提供了一种简单的方式来处理缓存，解决了手动管理缓存的复杂性

二、缓存注解

Spring Cache 提供了五个注解：

@Cacheable：标记在方法上，表示该方法的结果应该被缓存

根据方法的请求参数对其结果进行缓存，下次同样的参数来执行该方法时可以直接从缓存中获取结果，而不需要再次执行该方法

@CachePut ：更新缓存中的值，通常用于更新缓存而不改变返回值
@CacheEvict：根据一定的条件删除缓存
@Caching：组合多个缓存注解
@CacheConfig：类级别共享缓存相关的公共配置

1、@Cacheable 缓存结果

@Cacheable 注解用于声明一个方法的结果是可缓存的

@Cacheable注解属性介绍

value 或 cacheNames: 指定缓存名称，可以是单个或多个
key: 指定缓存键的SpEL表达式。
condition: 指定缓存的条件SpEL表达式。
unless: 指定不缓存的条件SpEL表达式

使用 Spring Cache 的示例代码如下：

    @Cacheable(value = "users", key = "#userId")public User getUser(String userId) {// 从数据库中获取用户信息return findUserById(userId);}

在这个示例中， getUser() 方法的返回值会被缓存，缓存的键是 userId 。每次调用这个方法时，都会检查缓存中是否存在对应的用户信息

多个缓存名称和条件：

@Cacheable(value = {"users","userInfo"},   //缓存名称key = "#userId"。     //缓存键，使用SpEL表达式condition = "#userId.length() > 3",  // 缓存条件，只有当userId长度大于3时才缓存        unless = "#result == null" // 除非条件，如果结果为null，则不缓存)
public User getUser(String userId) {// 从数据库中获取用户信息return findUserById(userId);
}

2、@CachePut 更新缓存

@CachePut 注解用于在方法执行后更新缓存，属性与 @Cacheable相同

@CachePut(value = "users", key = "#user.id", condition = "#user.age > 18" )
public User updateUser(User user) {// 更新用户信息并缓存return updateUserInDatabase(user);
}

3、@CacheEvict 清除缓存

@CacheEvict 注解用于在方法执行后清除缓存

@CacheEvict 注解属性介绍

value 或 cacheNames: 指定缓存名称，可以是单个或多个。
allEntries: 清除所有缓存项。
condition: 指定清除缓存的条件SpEL表达式

@CacheEvict(value = "users", key = "#userId")
public void deleteUser(String userId) {// 从数据库中删除用户信息deleteUserFromDatabase(userId);
}

4、@Caching 组合缓存（不常用）

@Caching有三个属性：cacheable、put和evict,分别用于指定@Cacheable , @CachePut , @CacheEvict。对于一个数据的变动，更新多个缓存的场景

@Caching 注解用于组合多个缓存操作

@Caching(cacheable = {@Cacheable(value = "userCache", key = "#userId")},put = {@CachePut(value = "userCache", key = "#user.id")},evict = { @CacheEvict(value = "archivedUsers", key = "#userId")}
)
public User updateUser(Long userId, String name) {return findUserByIdAndName(userId, name);
}

5、@CacheConfig 类级别缓存配置（不常用）

@CacheConfig 注解用于在类级别提供缓存相关的共享配置

@CacheConfig 注解说明

cacheNames: 指定类中所有缓存操作的默认缓存名称。
keyGenerator: 指定默认的缓存键生成器。
condition: 指定类中所有缓存操作的默认条件

@CacheConfig(cacheNames = "userCache", keyGenerator = "customKeyGenerator")
public class UserService { // 类中的方法可以使用缓存注解
}

6、@CacheResult 设置缓存超时（不常用）

@CacheResult 是一个非官方的注解，用于替代 @Cacheable，提供额外的配置选项，如超时时间

@CacheResult 注解说明

cacheName: 缓存名称。
condition: 缓存条件。
timeout: 缓存超时时间（毫秒）

@CacheResult(cacheName = "users", timeout = 3600000)  设置超时时间为1小时
public User getUserById(String userId) {// 从数据库中获取用户信息return findUserById(userId);
}

三、使用方式

1、`@EnableCaching`开启缓存

在主配置类或启动类上添加 @EnableCaching 注解来启用缓存功能

@EnableCaching
public class UserApplication{……
}

2、在方法上添加注解`@Cacheable`等注解

因此对上面例子🌰使用SpringCache，代码示例如下

@Service
public class UserService {@Cacheable(value = "users", key = "#userId")public User getUserById(String userId) {// 从数据库中获取用户信息return findUserById(userId);}@CachePut(value = "users", key = "#user.id", condition = "#user.age > 18" )public User updateUser(User user) {// 更新用户信息并缓存return updateUserInDatabase(user);}@CacheEvict(value = "users", key = "#userId")public void deleteUser(String userId) {// 从数据库中删除用户信息deleteUserFromDatabase(userId);}
}

在这个示例中， @Cacheable 注解用于缓存 getUser 方法的结果， @CachePut 用于更新用户信息并缓存， @CacheEvict 用于删除缓存中的用户信息

通过这些注解，可以轻松管理缓存，而不需要直接使用 RedisTemplate

总之，Spring Cache 通过提供高层次的抽象和简化的 API，解决了手动管理缓存所带来的复杂性，使得开发者能够更专注于业务逻辑的实现

四、优劣势

Spring Cache相对于手动使用RedisTemplate的一些优势和劣势的问题

优势

简化代码：使用 Spring Cache，您可以通过注解（如 @Cacheable , @CachePut , @CacheEvict ）来声明缓存，而不需要手动编写缓存的逻辑。这样可以减少样板代码，提高代码的可读性和可维护性
统一的缓存抽象：Spring Cache 提供了一个统一的 API，可以与多种缓存解决方案（如 Redis, Ehcache, Caffeine 等）集成。这样，可以在不同的缓存实现之间切换，而不需要修改业务逻辑代码
自动化处理：Spring Cache 可以自动处理缓存的创建、更新和失效。例如，当方法被调用时，Spring Cache 会自动检查缓存中是否存在结果，如果存在则直接返回，不再执行方法
灵活配置：可以通过配置文件或注解轻松地配置缓存的行为，例如设置缓存的过期时间、最大大小等
支持方法级别的缓存：通过注解，可以对特定的方法进行缓存，而不需要在整个类中实现缓存逻辑，这样更加灵活

劣势

抽象层次高：隐藏了底层缓存实现的复杂性。这可能导致开发者对缓存的工作原理不够了解，从而在调试和优化时遇到困难
缓存一致性问题：当数据更新时，缓存可能不会立即失效，导致数据不一致。在分布式系统中，确保缓存和数据库之间的一致性是一个挑战

关于缓存一致性问题可以看这篇：Redis与MySQL数据一致性问题的策略模式及解决方案_mysql redis 数据一致性实现方案-CSDN博客

复杂的配置：对于复杂的缓存策略（例如，基于时间的过期策略、缓存清理等），可能需要额外的配置和代码，增加了实现的复杂性
性能开销：在某些情况下，Spring Cache 的抽象层可能会引入额外的性能开销，尤其是在高并发环境下，可能会对性能产生影响

五、总结

Spring缓存机制通过 @EnableCaching开启，配合 @Cacheable , @CachePut , @CacheEvict 等注解，为Java应用提供了一种声明式管理缓存的方式。这些注解使得缓存配置变得简洁明了，允许开发者轻松实现数据的自动缓存、更新和清除，从而优化应用性能，减少不必要的计算和数据访问开销

推荐文章：使用 Spring Cache 实现缓存，这种方式才叫优雅！