隨著時(shí)間的積累，應(yīng)用的使用用戶不斷增加，數(shù)據(jù)規(guī)模也越來越大，往往數(shù)據(jù)庫查詢操作會成為影響用戶使用體驗(yàn)的瓶頸，此時(shí)使用緩存往往是解決這一問題非常好的手段之一。Spring 3開始提供了強(qiáng)大的基于注解的緩存支持，可以通過注解配置方式低侵入的給原有Spring應(yīng)用增加緩存功能，提高數(shù)據(jù)訪問性能。

在Spring Boot中對于緩存的支持，提供了一系列的自動(dòng)化配置，使我們可以非常方便的使用緩存。下面我們通過一個(gè)簡單的例子來展示，我們是如何給一個(gè)既有應(yīng)用增加緩存功能的。

快速入門

首先，下載樣例工程chapter3-2-2。本例通過spring-data-jpa實(shí)現(xiàn)了對User用戶表的一些操作，若沒有這個(gè)基礎(chǔ)，可以先閱讀《使用Spring-data-jpa簡化數(shù)據(jù)訪問層》一文對數(shù)據(jù)訪問有所基礎(chǔ)。

準(zhǔn)備工作

為了更好的理解緩存，我們先對該工程做一些簡單的改造。

• application.properties文件中新增spring.jpa.properties.hibernate.show_sql=true，開啟hibernate對sql語句的打印

• 修改單元測試ApplicationTests，初始化插入U(xiǎn)ser表一條用戶名為AAA，年齡為10的數(shù)據(jù)。并通過findByName函數(shù)完成兩次查詢。

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@SpringApplicationConfiguration(Application.class)
public class ApplicationTests {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Before
    public void before() {
        userRepository.save(new User("AAA", 10));
    }

    @Test
    public void test() throws Exception {
        User u1 = userRepository.findByName("AAA");
        System.out.println("第一次查詢：" + u1.getAge());

        User u2 = userRepository.findByName("AAA");
        System.out.println("第二次查詢：" + u2.getAge());
    }

}

• 執(zhí)行單元測試，我們可以在控制臺中看到下面內(nèi)容。

Hibernate: insert into user (age, name) values (?, ?)
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第一次查詢：10
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第二次查詢：10

在測試用例執(zhí)行前，插入了一條User記錄。然后每次findByName調(diào)用時(shí)，都執(zhí)行了一句select語句來查詢用戶名為AAA的記錄。

引入緩存

• 在pom.xml中引入cache依賴，添加如下內(nèi)容：

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

• 在Spring Boot主類中增加@EnableCaching注解開啟緩存功能，如下：

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class Application {

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

}

• 在數(shù)據(jù)訪問接口中，增加緩存配置注解，如：

@CacheConfig(cacheNames = "users")
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {

    @Cacheable
    User findByName(String name);

}

• 再來執(zhí)行以下單元測試，可以在控制臺中輸出了下面的內(nèi)容：

Hibernate: insert into user (age, name) values (?, ?)
Hibernate: select user0_.id as id1_0_, user0_.age as age2_0_, user0_.name as name3_0_ from user user0_ where user0_.name=?
第一次查詢：10
第二次查詢：10

到這里，我們可以看到，在調(diào)用第二次findByName函數(shù)時(shí)，沒有再執(zhí)行select語句，也就直接減少了一次數(shù)據(jù)庫的讀取操作。

為了可以更好的觀察，緩存的存儲，我們可以在單元測試中注入cacheManager。

@Autowired
private CacheManager cacheManager;

使用debug模式運(yùn)行單元測試，觀察cacheManager中的緩存集users以及其中的User對象的緩存加深理解。

Cache注解詳解

回過頭來我們再來看，這里使用到的兩個(gè)注解分別作了什么事情。

• @CacheConfig：主要用于配置該類中會用到的一些共用的緩存配置。在這里@CacheConfig(cacheNames = "users")：配置了該數(shù)據(jù)訪問對象中返回的內(nèi)容將存儲于名為users的緩存對象中，我們也可以不使用該注解，直接通過@Cacheable自己配置緩存集的名字來定義。

• @Cacheable：配置了findByName函數(shù)的返回值將被加入緩存。同時(shí)在查詢時(shí)，會先從緩存中獲取，若不存在才再發(fā)起對數(shù)據(jù)庫的訪問。該注解主要有下面幾個(gè)參數(shù)：

• value、cacheNames：兩個(gè)等同的參數(shù)（cacheNames為Spring 4新增，作為value的別名），用于指定緩存存儲的集合名。由于Spring 4中新增了@CacheConfig，因此在Spring 3中原本必須有的value屬性，也成為非必需項(xiàng)了

• key：緩存對象存儲在Map集合中的key值，非必需，缺省按照函數(shù)的所有參數(shù)組合作為key值，若自己配置需使用SpEL表達(dá)式，比如：@Cacheable(key = "#p0")：使用函數(shù)第一個(gè)參數(shù)作為緩存的key值，更多關(guān)于SpEL表達(dá)式的詳細(xì)內(nèi)容可參考官方文檔

• condition：緩存對象的條件，非必需，也需使用SpEL表達(dá)式，只有滿足表達(dá)式條件的內(nèi)容才會被緩存，比如：@Cacheable(key = "#p0", condition = "#p0.length() < 3")，表示只有當(dāng)?shù)谝粋€(gè)參數(shù)的長度小于3的時(shí)候才會被緩存，若做此配置上面的AAA用戶就不會被緩存，讀者可自行實(shí)驗(yàn)嘗試。

• unless：另外一個(gè)緩存條件參數(shù)，非必需，需使用SpEL表達(dá)式。它不同于condition參數(shù)的地方在于它的判斷時(shí)機(jī)，該條件是在函數(shù)被調(diào)用之后才做判斷的，所以它可以通過對result進(jìn)行判斷。

• keyGenerator：用于指定key生成器，非必需。若需要指定一個(gè)自定義的key生成器，我們需要去實(shí)現(xiàn)org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator接口，并使用該參數(shù)來指定。需要注意的是：該參數(shù)與key是互斥的

• cacheManager：用于指定使用哪個(gè)緩存管理器，非必需。只有當(dāng)有多個(gè)時(shí)才需要使用

• cacheResolver：用于指定使用那個(gè)緩存解析器，非必需。需通過org.springframework.cache.interceptor.CacheResolver接口來實(shí)現(xiàn)自己的緩存解析器，并用該參數(shù)指定。

除了這里用到的兩個(gè)注解之外，還有下面幾個(gè)核心注解：

• @CachePut：配置于函數(shù)上，能夠根據(jù)參數(shù)定義條件來進(jìn)行緩存，它與@Cacheable不同的是，它每次都會真是調(diào)用函數(shù)，所以主要用于數(shù)據(jù)新增和修改操作上。它的參數(shù)與@Cacheable類似，具體功能可參考上面對@Cacheable參數(shù)的解析
• @CacheEvict：配置于函數(shù)上，通常用在刪除方法上，用來從緩存中移除相應(yīng)數(shù)據(jù)。除了同@Cacheable一樣的參數(shù)之外，它還有下面兩個(gè)參數(shù)：
• allEntries：非必需，默認(rèn)為false。當(dāng)為true時(shí)，會移除所有數(shù)據(jù)
• beforeInvocation：非必需，默認(rèn)為false，會在調(diào)用方法之后移除數(shù)據(jù)。當(dāng)為true時(shí)，會在調(diào)用方法之前移除數(shù)據(jù)。

緩存配置

完成了上面的緩存實(shí)驗(yàn)之后，可能大家會問，那我們在Spring Boot中到底使用了什么緩存呢？

在Spring Boot中通過@EnableCaching注解自動(dòng)化配置合適的緩存管理器（CacheManager），Spring Boot根據(jù)下面的順序去偵測緩存提供者：

• Generic
• JCache (JSR-107)
• EhCache 2.x
• Hazelcast
• Infinispan
• Redis
• Guava
• Simple

除了按順序偵測外，我們也可以通過配置屬性spring.cache.type來強(qiáng)制指定。我們可以通過debug調(diào)試查看cacheManager對象的實(shí)例來判斷當(dāng)前使用了什么緩存。

本文中不對所有的緩存做詳細(xì)介紹，下面以常用的EhCache為例，看看如何配置來使用EhCache進(jìn)行緩存管理。

在Spring Boot中開啟EhCache非常簡單，只需要在工程中加入ehcache.xml配置文件并在pom.xml中增加ehcache依賴，框架只要發(fā)現(xiàn)該文件，就會創(chuàng)建EhCache的緩存管理器。

• 在src/main/resources目錄下創(chuàng)建：ehcache.xml

<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:noNamespaceSchemaLocation="ehcache.xsd">

    <cache name="users"
           maxEntriesLocalHeap="200"
           timeToLiveSeconds="600">
    </cache>

</ehcache>

• 在pom.xml中加入

<dependency>
    <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
    <artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>

完成上面的配置之后，再通過debug模式運(yùn)行單元測試，觀察此時(shí)CacheManager已經(jīng)是EhCacheManager實(shí)例，說明EhCache開啟成功了。

對于EhCache的配置文件也可以通過application.properties文件中使用spring.cache.ehcache.config屬性來指定，比如：

spring.cache.ehcache.config=classpath:config/another-config.xml

完整示例：Chapter-4-4-1