spring cache 学习 —— @Cacheable 使用详解

1. 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：

2. 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。

3. 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;
    }

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@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：

　　　　

4. 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。

　　4.1. 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：

　　　　　　a. 如果该缓存方法没有参数，返回 SimpleKey.EMPTY ；

　　　　　　b. 如果该缓存方法有一个参数，返回该参数的实例 ；

　　　　　　c. 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。

　　4.2. 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;
    }

　　　　结果：

　　　　　　

　　　　显示指定的好处在于，直观明了，看到代码就能想象生成的 key 是什么样。而且 SpEL 也很强大。关于 SpEL 的详细用法，这里不详述，可以参考官方文档：

　　　　　　https://docs.spring.io/spring/docs/current/spring-framework-reference/core.html#expressions

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

5. 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。

　　注意：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。

6. 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。

7. 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;
    }

　　然后我们请求一下，看看缓存中的结果和控制台打印：

　　　　

　　　　

　　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。

8. 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;
    }

　　看看缓存结果和打印：

　　　　

　　　　

　　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。

9. 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

　　　　当 condition = false，一定不会缓存；

　　　　当 condition = true，且 unless = true，不缓存；

　　　　当 condition = true，且 unless = false，不缓存；