SpringBoot与缓存

一、Spring Boot与缓存、

JSR-107、Spring缓存抽象、整合Redis

一、JSR107

Java Caching定义了5个核心接口，分别是CachingProvider, CacheManager, Cache, Entry 和 Expiry。
1.CachingProvider定义了创建、配置、获取、管理和控制多个CacheManager。一个应用可以在运行期访问多个CachingProvider。
2.CacheManager定义了创建、配置、获取、管理和控制多个唯一命名的Cache，这些Cache存在于CacheManager的上下文中。
  一个CacheManager仅被一个CachingProvider所拥有。
3.Cache是一个类似Map的数据结构并临时存储以Key为索引的值。一个Cache仅被一个CacheManager所拥有。
4.Entry是一个存储在Cache中的key-value对。
5.Expiry 每一个存储在Cache中的条目有一个定义的有效期。一旦超过这个时间，条目为过期的状态。一旦过期，条目将不可访问、更新和删除。
  缓存有效期可以通过ExpiryPolicy设置。

二、Spring缓存抽象

Spring从3.1开始定义了org.springframework.cache.Cache
和org.springframework.cache.CacheManager接口来统一不同的缓存技术；
并支持使用JCache（JSR-107）注解简化我们开发；

1.Cache接口为缓存的组件规范定义，包含缓存的各种操作集合；
2.Cache接口下Spring提供了各种xxxCache的实现；如RedisCache，EhCacheCache , ConcurrentMapCache等；

3.每次调用需要缓存功能的方法时，Spring会检查检查指定参数的指定的目标方法是否已经被调用过；如果有就直接从缓存中获取方法调用后的结果，
  如果没有就调用方法并缓存结果后返回给用户。下次调用直接从缓存中获取。
4.使用Spring缓存抽象时我们需要关注以下两点；
  1、确定方法需要被缓存以及他们的缓存策略
  2、从缓存中读取之前缓存存储的数据

四、缓存使用

1、引入spring-boot-starter-cache模块
2、@EnableCaching开启缓存
3、使用缓存注解
4、切换为其他缓存

第一步：

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
        </dependency>

第二步：

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;

/**
 * 一、搭建基本环境
 * 1、导入数据库文件 创建出department和employee表
 * 2、创建javaBean封装数据
 * 3、整合MyBatis操作数据库
 *         1.配置数据源信息
 *         2.使用注解版的MyBatis；
 *             1）、@MapperScan指定需要扫描的mapper接口所在的包
 * 二、快速体验缓存
 *         步骤：
 *             1、开启基于注解的缓存 @EnableCaching
 *             2、标注缓存注解即可
 *                 @Cacheable
 *                 @CacheEvict
 *                 @CachePut
 * 默认使用的是ConcurrentMapCacheManager==ConcurrentMapCache；将数据保存在    ConcurrentMap<Object, Object>中
 * 开发中使用缓存中间件；redis、memcached、ehcache；
 * 三、整合redis作为缓存
 * Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。
 *     1、安装redis：使用docker；
 *     2、引入redis的starter
 *     3、配置redis
 *     4、测试缓存
 *         原理：CacheManager===Cache 缓存组件来实际给缓存中存取数据
 *        1）、引入redis的starter，容器中保存的是 RedisCacheManager；
 *        2）、RedisCacheManager 帮我们创建 RedisCache 来作为缓存组件；RedisCache通过操作redis缓存数据的
 *        3）、默认保存数据 k-v 都是Object；利用序列化保存；如何保存为json
 *               1、引入了redis的starter，cacheManager变为 RedisCacheManager；
 *               2、默认创建的 RedisCacheManager 操作redis的时候使用的是 RedisTemplate<Object, Object>
 *               3、RedisTemplate<Object, Object> 是 默认使用jdk的序列化机制
 *      4）、自定义CacheManager；
 *
 */
@MapperScan("com.atguigu.cache.mapper")
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class Springboot01CacheApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Springboot01CacheApplication.class, args);
    }
}

Controller层：

@RestController
public class EmployeeController {

    @Autowired
    EmployeeService employeeService;

    @GetMapping("/emp/{id}")
    public Employee getEmployee(@PathVariable("id") Integer id){
        Employee employee = employeeService.getEmp(id);
        return employee;
    }

    @GetMapping("/emp")
    public Employee update(Employee employee){
        Employee emp = employeeService.updateEmp(employee);

        return emp;
    }

    @GetMapping("/delemp")
    public String deleteEmp(Integer id){
        employeeService.deleteEmp(id);
        return "success";
    }

    @GetMapping("/emp/lastname/{lastName}")
    public Employee getEmpByLastName(@PathVariable("lastName") String lastName){
       return employeeService.getEmpByLastName(lastName);
    }

}

Sercvice层：

@CacheConfig(cacheNames="emp"/*,cacheManager = "employeeCacheManager"*/) //抽取缓存的公共配置
@Service
public class EmployeeService {

    @Autowired
    EmployeeMapper employeeMapper;

    /**
     * 将方法的运行结果进行缓存；以后再要相同的数据，直接从缓存中获取，不用调用方法；
     * CacheManager管理多个Cache组件的，对缓存的真正CRUD操作在Cache组件中，每一个缓存组件有自己唯一一个名字；
     *

     *
     * 原理：
     *   1、自动配置类；CacheAutoConfiguration
     *   2、缓存的配置类
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GenericCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.EhCacheCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.HazelcastCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.InfinispanCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CouchbaseCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.RedisCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CaffeineCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GuavaCacheConfiguration
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.SimpleCacheConfiguration【默认】
     *   org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration
     *   3、哪个配置类默认生效：SimpleCacheConfiguration；
     *
     *   4、给容器中注册了一个CacheManager：ConcurrentMapCacheManager
     *   5、可以获取和创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件；他的作用将数据保存在ConcurrentMap中；
     *
     *   运行流程：
     *   @Cacheable：
     *   1、方法运行之前，先去查询Cache（缓存组件），按照cacheNames指定的名字获取；
     *      （CacheManager先获取相应的缓存），第一次获取缓存如果没有Cache组件会自动创建。
     *   2、去Cache中查找缓存的内容，使用一个key，默认就是方法的参数；
     *      key是按照某种策略生成的；默认是使用keyGenerator生成的，默认使用SimpleKeyGenerator生成key；
     *          SimpleKeyGenerator生成key的默认策略；
     *                  如果没有参数；key=new SimpleKey()；
     *                  如果有一个参数：key=参数的值
     *                  如果有多个参数：key=new SimpleKey(params)；
     *   3、没有查到缓存就调用目标方法；
     *   4、将目标方法返回的结果，放进缓存中
     *
     *   @Cacheable标注的方法执行之前先来检查缓存中有没有这个数据，默认按照参数的值作为key去查询缓存，
     *   如果没有就运行方法并将结果放入缓存；以后再来调用就可以直接使用缓存中的数据；
     *
     *   核心：
     *      1）、使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】组件
     *      2）、key使用keyGenerator生成的，默认是SimpleKeyGenerator
     *
     *
     *   几个属性：
     *      cacheNames/value：指定缓存组件的名字;将方法的返回结果放在哪个缓存中，是数组的方式，可以指定多个缓存；
     *
     *      key：缓存数据使用的key；可以用它来指定。默认是使用方法参数的值  1-方法的返回值
     *              编写SpEL； #i d;参数id的值   #a0  #p0  #root.args[0]
     *              getEmp[2]
     *
     *      keyGenerator：key的生成器；可以自己指定key的生成器的组件id
     *              key/keyGenerator：二选一使用;
     *
     *
     *      cacheManager：指定缓存管理器；或者cacheResolver指定获取解析器
     *
     *      condition：指定符合条件的情况下才缓存；
     *              ,condition = "#id>0"
     *          condition = "#a0>1"：第一个参数的值》1的时候才进行缓存
     *
     *      unless:否定缓存；当unless指定的条件为true，方法的返回值就不会被缓存；可以获取到结果进行判断
     *              unless = "#result == null"
     *              unless = "#a0==2":如果第一个参数的值是2，结果不缓存；
     *      sync：是否使用异步模式
     * @param id
     * @return
     *
     */
    @Cacheable(value = {"emp"}/*,keyGenerator = "myKeyGenerator",condition = "#a0>1",unless = "#a0==2"*/)
    public Employee getEmp(Integer id){
        System.out.println("查询"+id+"号员工");
        Employee emp = employeeMapper.getEmpById(id);
        return emp;
    }

    /**
     * @CachePut：既调用方法，又更新缓存数据；同步更新缓存
     * 修改了数据库的某个数据，同时更新缓存；
     * 运行时机：
     *  1、先调用目标方法
     *  2、将目标方法的结果缓存起来
     *
     * 测试步骤：
     *  1、查询1号员工；查到的结果会放在缓存中；
     *          key：1  value：lastName：张三
     *  2、以后查询还是之前的结果
     *  3、更新1号员工；【lastName:zhangsan；gender:0】
     *          将方法的返回值也放进缓存了；
     *          key：传入的employee对象  值：返回的employee对象；
     *  4、查询1号员工？
     *      应该是更新后的员工；
     *          key = "#employee.id":使用传入的参数的员工id；
     *          key = "#result.id"：使用返回后的id
     *             @Cacheable的key是不能用#result
     *      为什么是没更新前的？【1号员工没有在缓存中更新】
     *
     */
    @CachePut(/*value = "emp",*/key = "#result.id")
    public Employee updateEmp(Employee employee){
        System.out.println("updateEmp:"+employee);
        employeeMapper.updateEmp(employee);
        return employee;
    }

    /**
     * @CacheEvict：缓存清除
     *  key：指定要清除的数据
     *  allEntries = true：指定清除这个缓存中所有的数据
     *  beforeInvocation = false：缓存的清除是否在方法之前执行
     *      默认代表缓存清除操作是在方法执行之后执行;如果出现异常缓存就不会清除
     *
     *  beforeInvocation = true：
     *      代表清除缓存操作是在方法运行之前执行，无论方法是否出现异常，缓存都清除
     *
     *
     */
    @CacheEvict(value="emp",beforeInvocation = true/*key = "#id",*/)
    public void deleteEmp(Integer id){
        System.out.println("deleteEmp:"+id);
        //employeeMapper.deleteEmpById(id);
        int i = 10/0;
    }

    // @Caching 定义复杂的缓存规则
    @Caching(
         cacheable = {
             @Cacheable(/*value="emp",*/key = "#lastName")
         },
         put = {
             @CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.id"),
             @CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.email")
         }
    )
    public Employee getEmpByLastName(String lastName){
        return employeeMapper.getEmpByLastName(lastName);
    }

}

@Service
public class DeptService {

    @Autowired
    DepartmentMapper departmentMapper;

    @Qualifier("deptCacheManager")
    @Autowired
    RedisCacheManager deptCacheManager;

    /**
     *  缓存的数据能存入redis；
     *  第二次从缓存中查询就不能反序列化回来；
     *  存的是dept的json数据;CacheManager默认使用RedisTemplate<Object, Employee>操作Redis
     *
     *
     * @param id
     * @return
     */
//    @Cacheable(cacheNames = "dept",cacheManager = "deptCacheManager")
//    public Department getDeptById(Integer id){
//        System.out.println("查询部门"+id);
//        Department department = departmentMapper.getDeptById(id);
//        return department;
//    }

    // 使用缓存管理器得到缓存，进行api调用
    public Department getDeptById(Integer id){
        System.out.println("查询部门"+id);
        Department department = departmentMapper.getDeptById(id);

        //获取某个缓存
        Cache dept = deptCacheManager.getCache("dept");
        dept.put("dept:1",department);

        return department;
    }

}

Mapper层：

@Mapper
public interface EmployeeMapper {

    @Select("SELECT * FROM employee WHERE id = #{id}")
    public Employee getEmpById(Integer id);

    @Update("UPDATE employee SET lastName=#{lastName},email=#{email},gender=#{gender},d_id=#{dId} WHERE id=#{id}")
    public void updateEmp(Employee employee);

    @Delete("DELETE FROM employee WHERE id=#{id}")
    public void deleteEmpById(Integer id);

    @Insert("INSERT INTO employee(lastName,email,gender,d_id) VALUES(#{lastName},#{email},#{gender},#{dId})")
    public void insertEmployee(Employee employee);

    @Select("SELECT * FROM employee WHERE lastName = #{lastName}")
    Employee getEmpByLastName(String lastName);
}

五、整合redis实现缓存

1.引入spring-boot-starter-data-redis
2.application.yml配置redis连接地址
3.使用ReditTemplate操作redis
   redisTemplate.opsForValue();//操作字符串
   redisTemplate.opsForHash();//操作hash
   redisTemplate.opsForList();//操作list
   redisTemplate.opsForSet();//操作set
   redisTemplate.opsForZSet();//操作有序set
4.配置缓存、CacheManagerCustomizers
5.测试使用缓存、切换缓存、 CompositeCacheManager

第一步：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

第二步：

spring.redis.host=118.24.44.**

第三步：

测试类：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class Springboot01CacheApplicationTests {
    @Autowired
    EmployeeMapper employeeMapper;

    @Autowired
    StringRedisTemplate stringRedisTemplate;  //操作k-v都是字符串的

    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;  //k-v都是对象的

    @Autowired
    RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate;

    /**
     * Redis常见的五大数据类型
     *  String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（散列）、ZSet（有序集合）
     *  stringRedisTemplate.opsForValue()[String（字符串）]
     *  stringRedisTemplate.opsForList()[List（列表）]
     *  stringRedisTemplate.opsForSet()[Set（集合）]
     *  stringRedisTemplate.opsForHash()[Hash（散列）]
     *  stringRedisTemplate.opsForZSet()[ZSet（有序集合）]
     */
    @Test
    public void test01(){
        //给redis中保存数据
        //stringRedisTemplate.opsForValue().append("msg","hello");
//        String msg = stringRedisTemplate.opsForValue().get("msg");
//        System.out.println(msg);

//        stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("mylist","1");
//        stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("mylist","2");
    }

    //测试保存对象
    @Test
    public void test02(){
        Employee empById = employeeMapper.getEmpById(1);
        //默认如果保存对象，使用jdk序列化机制，序列化后的数据保存到redis中
        //redisTemplate.opsForValue().set("emp-01",empById);
        //1、将数据以json的方式保存
         //(1)自己将对象转为json
         //(2)redisTemplate默认的序列化规则；改变默认的序列化规则；
        empRedisTemplate.opsForValue().set("emp-01",empById);
    }

    @Test
    public void contextLoads() {

        Employee empById = employeeMapper.getEmpById(1);
        System.out.println(empById);

    }

}

Config配置类： 前提是Employee类实现了序列化。

@Configuration
public class MyRedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate(
            RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
            throws UnknownHostException {
        RedisTemplate<Object, Employee> template = new RedisTemplate<Object, Employee>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        Jackson2JsonRedisSerializer<Employee> ser = new Jackson2JsonRedisSerializer<Employee>(Employee.class);
        template.setDefaultSerializer(ser);
        return template;
    }
    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Department> deptRedisTemplate(
            RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
            throws UnknownHostException {
        RedisTemplate<Object, Department> template = new RedisTemplate<Object, Department>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        Jackson2JsonRedisSerializer<Department> ser = new Jackson2JsonRedisSerializer<Department>(Department.class);
        template.setDefaultSerializer(ser);
        return template;
    }

    //CacheManagerCustomizers可以来定制缓存的一些规则
    @Primary  //将某个缓存管理器作为默认的
    @Bean
    public RedisCacheManager employeeCacheManager(RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate){
        RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(empRedisTemplate);
        //key多了一个前缀

        //使用前缀，默认会将CacheName作为key的前缀
        cacheManager.setUsePrefix(true);

        return cacheManager;
    }

    @Bean
    public RedisCacheManager deptCacheManager(RedisTemplate<Object, Department> deptRedisTemplate){
        RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(deptRedisTemplate);
        //key多了一个前缀

        //使用前缀，默认会将CacheName作为key的前缀
        cacheManager.setUsePrefix(true);

        return cacheManager;
    }

}

注意：

1.当有多个缓存管理器的时候，必须指定一个默认的。@Primary

 //CacheManagerCustomizers可以来定制缓存的一些规则
    @Primary  //将某个缓存管理器作为默认的
    @Bean
    public RedisCacheManager employeeCacheManager(RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate){
        RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(empRedisTemplate);
        //key多了一个前缀

        //使用前缀，默认会将CacheName作为key的前缀
        cacheManager.setUsePrefix(true);

        return cacheManager;
    }

2. 编码的方式使用缓存;

// 使用缓存管理器得到缓存，进行api调用
    public Department getDeptById(Integer id){
        System.out.println("查询部门"+id);
        Department department = departmentMapper.getDeptById(id);

        //获取某个缓存
        Cache dept = deptCacheManager.getCache("dept");
        dept.put("dept:1",department);

        return department;
    }