Spring框架学习之Cache抽象详解

什么是Cache抽象

Cache 抽象是 Spring 框架为了简化缓存的使用而提供的一种抽象层，它定义了 Spring 缓存的公共 API，并且提供了对不同缓存系统的支持。通过在 Cache 抽象上编程，应用程序开发人员可以将其应用程序代码与底层缓存实现解耦，从而使系统更加可维护和可扩展。

Cache 抽象的核心接口

1. org.springframework.cache.Cache 接口：代表一个缓存的抽象，定义了从缓存中读取、写入、删除的方法。

2. org.springframework.cache.CacheManager 接口：代表缓存管理器的抽象，可以被应用程序用来配置和获取不同的缓存。

Spring 支持的缓存类型

1. ConcurrentHashMap：基于 Java 自带的 ConcurrentHashMap 实现的缓存。

2. Caffeine：基于 Google 的 Caffeine 实现的缓存。

3. Ehcache：基于 Ehcache 开源缓存框架实现的缓存。

4. Hazelcast：基于 Hazelcast In-Memory Data Grid 实现的缓存。

5. Redis：基于 Redis 实现的缓存。

如何使用 Cache 抽象

首先，需要添加 Spring 缓存的依赖：

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

然后，在需要使用缓存的方法上添加 @Cacheable 注解：

@Cacheable(value = "userCache", key = "#id")
public User getUserById(Long id) {
    // 从数据库中获取用户信息，省略...
    return user;
}

上面的代码中，@Cacheable 注解用于缓存获取数据的方法。其中 value 属性表示缓存的名称，在缓存管理器中管理；key 属性表示缓存的 key，用于唯一标识缓存中的数据。

如果需要添加缓存，可以使用 @CachePut 注解：

@CachePut(value = "userCache", key = "#user.getId()")
public void saveUser(User user) {
    // 将用户信息保存到数据库中，省略...
}

上面的代码中，@CachePut 注解用于更新缓存。如果缓存中不存在相应的 key，会在缓存中添加相应的缓存；如果缓存中已经存在相应的 key，则会覆盖缓存中原始的数据。

如果需要删除缓存，可以使用 @CacheEvict 注解：

@CacheEvict(value = "userCache", key = "#id")
public void deleteUser(Long id) {
    // 从数据库中删除用户信息，省略...
}

上面的代码中，@CacheEvict 注解用于删除缓存。value 属性表示缓存的名称，在缓存管理器中管理；key 属性表示缓存的 key，用于唯一标识缓存中的数据。

示例一：使用 ConcurrentHashMap 实现缓存

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {

    @Bean
    public CacheManager cacheManager() {
        return new ConcurrentMapCacheManager("userCache");
    }

}

上面的代码中，我们创建了一个名为 "userCache" 的 ConcurrentHashMap 缓存。

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Cacheable(value = "userCache", key = "#id")
    public User getUserById(Long id) {
        // 从数据库中获取用户信息，省略...
        return user;
    }

}

上面的代码中，我们通过 @Cacheable 注解将 getUserById 方法返回的 User 对象缓存到 "userCache" 缓存中。

示例二：使用 Redis 实现缓存

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {

    @Bean
    public RedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        return RedisCacheManager.builder(connectionFactory)
                .cacheDefaults(RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig().entryTtl(Duration.ofMinutes(10)))
                .transactionAware()
                .build();
    }

}

上面的代码中，我们创建了一个名为 "userCache" 的 Redis 缓存，并且指定了缓存的过期时间为 10 分钟。

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Cacheable(value = "userCache", key = "#id")
    public User getUserById(Long id) {
        // 从数据库中获取用户信息，省略...
        return user;
    }

}

上面的代码中，我们通过 @Cacheable 注解将 getUserById 方法返回的 User 对象缓存到 "userCache" 缓存中。

小结

通过使用 Spring Cache 抽象，我们可以轻松地实现基于缓存的优化。可以根据实际情况选择不同的缓存实现（如 ConcurrentHashMap、Caffeine、Ehcache、Hazelcast、Redis 等），从而适配不同的应用场景。