springboot redis-cache 自动刷新缓存

这篇文章是对上一篇 spring-data-redis-cache 的使用的一个补充，上文说到 spring-data-redis-cache 虽然比较强悍，但还是有些不足的，它是一个通用的解决方案，但对于企业级的项目，住住需要解决更多的问题，常见的问题有

缓存预热（项目启动时加载缓存）
缓存穿透（空值直接穿过缓存）
缓存雪崩（大量缓存在同一时刻过期）
缓存更新（查询到的数据为旧数据问题）
缓存降级
redis 缓存时，redis 内存用量问题

本文解决的问题

增强 spring-data-redis-cache 的功能，增强的功能如下

自定义注解实现配置缓存的过期时间
当取缓存数据时检测是否已经达到刷新数据阀值，如已达到，则主动刷新缓存
当检测到存入的数据为空数据，包含集体空，map 空，空对象，空串，空数组时，设定特定的过期时间
可以批量设置过期时间，使用 Kryo 值序列化
重写了 key 生成策略，使用 MD5(target+method+params)

看网上大部分文章都是互相抄袭，而且都是旧版本的，有时还有错误，本文提供一个 spring-data-redis-2.0.10.RELEASE.jar 版本的解决方案。本文代码是经过测试的，但未在线上环境验证，使用时需注意可能存在 bug 。

实现思路

过期时间的配置很简单，修改 initialCacheConfiguration 就可以实现，下面说的是刷新缓存的实现

拦截 @Cacheable 注解，如果执行的方法是需要刷新缓存的，则注册一个 MethodInvoker 存储到 redis ，使用和存储 key 相同的键名再拼接一个后缀
当取缓存的时候，如果 key 的过期时间达到了刷新阀值，则从 redis 取到当前 cacheKey 的 MethodInvoker 然后执行方法
将上一步的值存储进缓存，并重置过期时间

引言

本文使用到的 spring 的一些方法的说明

// 可以从目标对象获取到真实的 class 对象，而不是代理 class 类对象

Class<?> targetClass = AopProxyUtils.ultimateTargetClass(target);

Object bean = applicationContext.getBean(targetClass);

// 获取到真实的对象，而不是代理对象

Object target = AopProxyUtils.getSingletonTarget(bean );

MethodInvoker 是 spring 封装的一个用于执行方法的工具，在拦截器中，我把它序列化到 redis

MethodInvoker methodInvoker = new MethodInvoker();

methodInvoker.setTargetClass(targetClass);

methodInvoker.setTargetMethod(method.getName());

methodInvoker.setArguments(args);

SpringCacheAnnotationParser 是 Spring 用来解析 cache 相关注解的，我拿来解析 cacheNames ，我就不需要自己来解析 cacheNames 了，毕竟它可以在类上配置，解析还是有点小麻烦。

SpringCacheAnnotationParser annotationParser = new SpringCacheAnnotationParser();

实现部分

自定义注解，配置过期时间和刷新阀值

@Documented

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})

public @interface CacheCustom {

    /**

     * 缓存失效时间

     * 使用 ISO-8601持续时间格式

     * Examples:

     *   <pre>

     *      "PT20.345S" -- parses as "20.345 seconds"

     *      "PT15M"     -- parses as "15 minutes" (where a minute is 60 seconds)

     *      "PT10H"     -- parses as "10 hours" (where an hour is 3600 seconds)

     *      "P2D"       -- parses as "2 days" (where a day is 24 hours or 86400 seconds)

     *      "P2DT3H4M"  -- parses as "2 days, 3 hours and 4 minutes"

     *      "P-6H3M"    -- parses as "-6 hours and +3 minutes"

     *      "-P6H3M"    -- parses as "-6 hours and -3 minutes"

     *      "-P-6H+3M"  -- parses as "+6 hours and -3 minutes"

     *   </pre>

     * @return

     */

    String expire() default "PT60s";

    /**

     * 刷新时间阀值，不配置将不会进行缓存刷新

     * 对于像前端的分页条件查询，建议不配置，这将在内存生成一个执行映射，太多的话将会占用太多的内存使用空间

     * 此功能适用于像字典那种需要定时刷新缓存的功能

     * @return

     */

    String threshold() default "";

    /**

     * 值的序列化方式

     * @return

     */

    Class<? extends RedisSerializer> valueSerializer() default KryoRedisSerializer.class;

}

创建一个 aop 切面，将执行器存储到 redis

@Aspect

@Component

public class CacheCustomAspect {

    @Autowired

    private KeyGenerator keyGenerator;

    @Pointcut("@annotation(com.sanri.test.testcache.configs.CacheCustom)")

    public void pointCut(){}

    public static final String INVOCATION_CACHE_KEY_SUFFIX = ":invocation_cache_key_suffix";

    @Autowired

    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Before("pointCut()")

    public void registerInvoke(JoinPoint joinPoint){

        Object[] args = joinPoint.getArgs();

        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();

        Method method = methodSignature.getMethod();

        Object target = joinPoint.getTarget();

        Object cacheKey = keyGenerator.generate(target, method, args);

        String methodInvokeKey = cacheKey + INVOCATION_CACHE_KEY_SUFFIX;

        if(redisTemplate.hasKey(methodInvokeKey)){

            return ;

        }

        // 将方法执行器写入 redis ,然后需要刷新的时候从 redis 获取执行器,根据 cacheKey ,然后刷新缓存

        Class<?> targetClass = AopProxyUtils.ultimateTargetClass(target);

        MethodInvoker methodInvoker = new MethodInvoker();

        methodInvoker.setTargetClass(targetClass);

        methodInvoker.setTargetMethod(method.getName());

        methodInvoker.setArguments(args);

        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());

        redisTemplate.setValueSerializer(new KryoRedisSerializer());

        redisTemplate.opsForValue().set(methodInvokeKey,methodInvoker);

    }

}

重写 RedisCache 的 get 方法，在获取缓存的时候查看它的过期时间，如果小于刷新阀值，则另启线程进行刷新，这里需要考虑并发问题，目前我是同步刷新的。

@Override

public ValueWrapper get(Object cacheKey) {

    if(cacheCustomOperation == null){return super.get(cacheKey);}

    Duration threshold = cacheCustomOperation.getThreshold();

    if(threshold == null){

        // 如果不需要刷新,直接取值

        return super.get(cacheKey);

    }

    //判断是否需要刷新

    Long expire = redisTemplate.getExpire(cacheKey);

    if(expire != -2 && expire < threshold.getSeconds()){

        log.info("当前剩余过期时间["+expire+"]小于刷新阀值["+threshold.getSeconds()+"],刷新缓存:"+cacheKey+",在 cacheNmae为 :"+this.getName());

        synchronized (CustomRedisCache.class) {

            refreshCache(cacheKey.toString(), threshold);

        }

    }

    return super.get(cacheKey);

}

/**

 * 刷新缓存

 * @param cacheKey

 * @param threshold

 * @return

*/

private void refreshCache(String cacheKey, Duration threshold) {

    String methodInvokeKey = cacheKey + CacheCustomAspect.INVOCATION_CACHE_KEY_SUFFIX;

    MethodInvoker methodInvoker = (MethodInvoker) redisTemplate.opsForValue().get(methodInvokeKey);

    if(methodInvoker != null){

        Class<?> targetClass = methodInvoker.getTargetClass();

        Object target = AopProxyUtils.getSingletonTarget(applicationContext.getBean(targetClass));

        methodInvoker.setTargetObject(target);

        try {

            methodInvoker.prepare();

            Object invoke = methodInvoker.invoke();

            //然后设置进缓存和重新设置过期时间

            this.put(cacheKey,invoke);

            long ttl = threshold.toMillis();

            redisTemplate.expire(cacheKey,ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);

        } catch (InvocationTargetException | IllegalAccessException | ClassNotFoundException | NoSuchMethodException e) {

            log.error("刷新缓存失败:"+e.getMessage(),e);

        }

    }

}

最后重写 RedisCacheManager 把自定义的 RedisCache 交由其管理

@Override

public Cache getCache(String cacheName) {

	CacheCustomOperation cacheCustomOperation = cacheCustomOperationMap.get(cacheName);

	RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration = initialCacheConfiguration.get(cacheName);

	if(redisCacheConfiguration == null){redisCacheConfiguration = defaultCacheConfiguration;}

	CustomRedisCache customRedisCache = new CustomRedisCache(cacheName,cacheWriter,redisCacheConfiguration, redisTemplate, applicationContext, cacheCustomOperation);

	customRedisCache.setEmptyKeyExpire(this.emptyKeyExpire);

	return customRedisCache;

}

说明：本文只是截取关键部分代码，完整的代码在 gitee 上

完整代码下载

其它说明

由于 key 使用了 md5 生成，一串乱码也不知道存储的什么方法，这里提供一种解决方案，可以对有刷新时间的 key 取到其对应的方法。其实就是我在拦截器中有把当前方法的执行信息存储进 redis ，是对应那个 key 的，可以进行反序列化解析出执行类和方法信息。

一点小推广

创作不易，希望可以支持下我的开源软件，及我的小工具，欢迎来 gitee 点星，fork ，提 bug 。

Excel 通用导入导出，支持 Excel 公式

博客地址：https://blog.csdn.net/sanri1993/article/details/100601578

gitee：https://gitee.com/sanri/sanri-excel-poi

使用模板代码，从数据库生成代码，及一些项目中经常可以用到的小工具

博客地址：https://blog.csdn.net/sanri1993/article/details/98664034

gitee：https://gitee.com/sanri/sanri-tools-maven