基本概念及原理

處理邏輯

Spring Cache 是 Spring 提供的一整套的緩存解決方案。

雖然它本身并沒有提供緩存的實現，但是它提供了一整套的接口和代碼規范、配置、注解等，這樣它就可以整合各種緩存方案了

處理邏輯：每次調用某方法，而此方法又是帶有緩存功能時，Spring 框架就會檢查指定參數的那個方法是否已經被調用過，如果之前調用過，就從緩存中取之前調用的結果；如果沒有調用過，則再調用一次這個方法，并緩存結果，然后再返回結果，那下次調用這個方法時，就可以直接從緩存中獲取結果了。

實現步驟

SpringCache實現步驟 ：

1. 啟用緩存 ：通過 @EnableCaching 注解觸發 Spring 的緩存代理配置。
2. AOP 攔截 ：Spring 為標記注解的方法生成代理對象，在方法調用前后插入緩存操作。
3. 緩存處理 ：根據注解配置，調用 CacheManager 獲取 Cache 實例，執行讀寫或刪除操作。

核心原理

Spring Cache 的核心原理基于 AOP（面向切面編程） 和 緩存抽象 ，通過注解簡化緩存邏輯的集成。

其核心是 緩存抽象層 和 動態代理機制 ，結合 Spring Boot 的自動配置，可快速集成多種緩存方案，顯著提升系統性能

Spring Cache 通過 抽象層 解耦具體緩存技術：

• 適配器模式 ：通過 CacheManager 和 Cache 接口適配不同緩存實現（如 Redis、Ehcache）。
• 自動配置 ：Spring Boot 的 spring-boot-autoconfigure 模塊自動檢測并配置緩存實現（如引入 spring-boot-starter-data-redis 后自動啟用 Redis 緩存）。

核心組件與抽象

Cache 接口 ：定義緩存操作（如 get、put、evict），具體實現由第三方緩存技術（如 Redis、Caffeine）提供。

CacheManager 接口 ：管理多個 Cache 實例，負責創建、配置和獲取緩存對象。

例如：

• ConcurrentMapCacheManager（默認內存緩存）
• RedisCacheManager（Redis 實現）
• EhCacheCacheManager（Ehcache 實現）

核心注解

Spring 提供了五個注解來聲明緩存規則。

• @Cacheable：方法執行前檢查緩存，命中則直接返回，否則執行方法并緩存結果。
• @CachePut：方法調用前不會去緩存中查找，無論緩存是否存在，都執行方法并更新緩存。
• @CacheEvict：刪除指定緩存，清除緩存中的一條或多條記錄
• @Caching：組合多個緩存操作。
• @CacheConfig：在類級別共享相同的緩存的配置

注解	作用	常用參數
@Cacheable	方法結果緩存（先查緩存，未命中執行方法），一般用在查詢方法上	value, key, condition
@CachePut	強制更新緩存（始終執行方法），一般用在新增方法上	value, key, unless
@CacheEvict	清除緩存，一般用在更新或者刪除方法上	value, key, allEntries
@Caching	組合多個緩存操作，實現同一個方法上同時使用多種注解	cacheable, put, evict
@CacheConfig	類級別共享緩存配置	cacheNames, keyGenerator

SpEL 表達式

場景	表達式示例
防緩存穿透	unless = “#result == null”
多字段復合鍵	key = “#user.id + ‘:’ + #user.deviceId”
時間戳動態鍵	key = “T(System).currentTimeMillis()”
權限過濾	condition = “#authLevel > 3”
集合非空判斷	condition = “!#list.isEmpty()”

還有許多其他的表達式，待使用時再去專門查詢吧

實現

pom依賴

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

選擇使用的緩存

# 使用redis進行緩存
spring.cache.type=redis

Spring Cache 支持很多緩存中間件作為框架中的緩存，總共有 9 種選擇：

• caffeine：Caffeine 是一種高性能的緩存庫，基于 Google Guava。
• couchbase：CouchBase是一款非關系型JSON文檔數據庫。
• generic：由泛型機制和 static 組合實現的泛型緩存機制。
• hazelcast：一個高度可擴展的數據分發和集群平臺，可用于實現分布式數據存儲、數據緩存。
• infinispan：分布式的集群緩存系統。
• jcache：JCache 作為緩存。它是 JSR107 規范中提到的緩存規范。
• none：沒有緩存。
• redis：用 Redis 作為緩存
• simple：用內存作為緩存

測試緩存

基本概念

在啟動類上面添加@EnableCaching注解

指定某方法開啟緩存功能。在方法上添加 @Cacheable 緩存注解就可以了。

@Cacheable 注解中，可以添加四種參數：value，key，condition，unless

• value：指定緩存名稱（必填）
• key：自定義緩存鍵（SpEL表達式）
• condition：執行前條件判斷（SpEL）
• unless：執行后結果過濾（SpEL）

參數	類型	作用	示例
value	String[]	指定緩存名稱（必填）	value = “users” 或 value = {“cache1”, “cache2”}
key	String	自定義緩存鍵（SpEL表達式）	key = "#userId"或key = “T(java.util.UUID).randomUUID().toString()”
condition	String	執行前條件判斷（SpEL）	condition = "#userId > 1000"或condition = “#name.startsWith(‘admin’)”
unless	String	執行后結果過濾（SpEL）	unless = "#result == null"或unless = “#result.age < 18”

使用示例1

第一次調用下面這個接口前，緩存里面是沒有hot緩存，也沒有這個test方法的結果緩存

調用test方法后，緩存中便會創建出hot這個緩存，其中緩存了一個key（默認值SimpleKey[]），其中有一個值

• 緩存中 key 對應的 value 默認使用 JDK 序列化后的數據。
• value 的過期時間為 -1，表示永不過期。

key：hot:SimpleKey[]
value：222

@RequestMapping("/test2")
@Cacheable({"hot"})
public int test() {return 222;
}

第二次調用test()方法時，便會直接讀緩存，而不去執行test里面的方法

@RequestMapping("/test2")
@Cacheable({"hot"})
public int test2() {return 456;
}

如果再將類名改為test2后，緩存獲取到的值還是test方法時緩存的值222，因為兩個方法的key值都是SimpleKey[]

使用示例2

// 啟用緩存（配置類）
@EnableCaching
@Configuration
public class CacheConfig {@Beanpublic CacheManager cacheManager() {return new ConcurrentMapCacheManager("users"); // 內存緩存}
}// 業務層使用
@Service
public class UserService {// 緩存讀取（value=緩存名稱，key=緩存鍵）@Cacheable(value = "users", key = "#userId")public User getUserById(Long userId) {// 實際數據庫查詢return userRepository.findById(userId);}// 緩存更新@CachePut(value = "users", key = "#user.id")public User updateUser(User user) {return userRepository.save(user);}// 緩存清除@CacheEvict(value = "users", key = "#userId")public void deleteUser(Long userId) {userRepository.deleteById(userId);}
}

自定義配置類

自定義緩存過去時間等

# 使用 Redis 作為緩存組件
spring.cache.type=redis
# 緩存過期時間為 3600s
spring.cache.redis.time-to-live=3600000
# 緩存的鍵的名字前綴
spring.cache.redis.key-prefix=passjava_
# 是否使用緩存前綴
spring.cache.redis.use-key-prefix=true
# 是否緩存控制，防止緩存穿透
spring.cache.redis.cache-null-values=true

自定義 key

在 @Cacheable 注解里面加上 key 的值 #root.method.name。這是一種特有的表達式，稱作 SpEL 表達式，這里代表用方法名作為緩存 key 的名字

@Cacheable(value = {"hot"}, key = "#root.method.name")

如果按上述去配置的話，緩存的key的名稱便是這個方法名

自定義條件

可以自定義條件來決定是否將緩存功能關閉。這里就要用到@Cacheable 另外兩個屬性：condition 和 unless，它倆的格式還是用 SpEL 表達式