SpringBoot教程(19)–缓存入门

缓存是啥？某些重复的操作太耗时，不如把结果存起来，下次需要直接拿出来。

咱说个场景吧，比如你的系统里需要生成报表，然而这个报表需要做各种SQL查询和计算，总计要个10秒才能运行结束，如果每次请求都来个10秒，频繁看数据的老板可是要发飙了。你可以把报表缓存起来，只有第一次生成的时候慢一点，以后生成都可以瞬间完成。

Spring框架可以帮助你快速实现一个简单的缓存，直接看代码：

首先你需要在任意一个@Configuration配置类上加上@EnableCaching以开启缓存的功能。图中间的getReport方法的作用是生成报表，参数类型是LocalDate，意思就是生成这一天的报表。当这个方法加了@Cacheable注解之后，它的意义就变化了。当你调用这个方法的时候，Spring会去缓存里找找这一天的报表有没有生成过，有的话就直接返回，没有的话就运行一遍方法的代码，生成报表对象，放入缓存，返回给调用者（以上行为是通过AOP实现的）。这样你每次调用getReport的时候，只要参数一致，返回的对象就是一致的，在上图中最下面的代码里，我们可以看到，report1，report2和report3变量引用的都是同一个对象Report@6627。@Cacheable的cacheNames参数表示它与哪个缓存相关联，没有的话会自动生成，你程序里也可能有多个缓存，比如你还可能还需要一个”userCache”用来缓存用户信息等。

对于以上代码，我知道你肯定有两个疑问，@EnableCaching和@Cacheable是从哪里来的？以及Report对象是缓存在哪里了？

先说从哪里来吧。Spring框架将缓存相关的东西抽象了一层，文档里叫做 Cache Abstraction，这个抽象层，实际来说还是比较简单的，除了上图的@Cacheable注解之外，Spring缓存还提供了@CacheEvict用来从缓存中删除对象，以及@CachePut来更新缓存，还有@CacheConfig可以放在类上，让类里的缓存相关方法共享一些配置。这些类在Spring的spring-context模块里，只要你引入了Web Starter，spring-context依赖已经自动被引入了。

上图演示了这些注解的基本用法。你可能会好奇，既然@CachePut 和@Cacheable的方法内容是一样的，干脆注解都放一起得了。其实不行的，@CachePut 对应的方法每次调用都会执行的，而@Cacheable不是，只有缓存里查不到的时候才执行。把这俩注解放到同一方法上，不就冲突了嘛。如果他俩的执行逻辑相同，那就提取出来个公共方法，供他俩分别调用。

抽象层提供了一堆注解来方便你写缓存相关的逻辑，但是没有规定对象存在哪里，我们再说说存储。

Cache Abstraction里抽象出了Cache和CacheManager接口，前者代表了单个缓存，可以进行数据的存取操作，后者用来管理Cache对象。市面上有很多的缓存工具，Spring Boot对大多数都做了支持，实现了其对应的Cache和CacheManager，比如Redis，Caffeine和EhCache等等。Spring Boot会查找哪一个被引入了项目，就用哪一个，即自动生成CacheManager类型的Bean，如果你哪个都没引入，它会使用ConcurrentHashMap作为默认的存储实现。在上面的报表的例子里，Report对象正是存在ConcurrentHashMap里的。

使用ConcurrentHashMap作为缓存有许多问题，它虽然速度快，但是并没有自带的过期策略，也不能方便地将数据持久化到磁盘上。怎么办？当然用已经造好的轮子啦。轮子有：Ehcache、Caffeine、Guava Cache、Infinispan等。Ehcache宣称自己是Java生态使用最广泛的，实现了JSR107 JCACHE API。Caffeine自己做的Benchmarks表明它的性能是最强的，Guava Cache应用得也比较广泛，但是好像因为性能问题现在已经被Caffeine取代了，而且Spring Boot也没有提供对Guava Cache的默认支持。Spring Boot默认支持Infinispan，不过只支持嵌入模式，用它的人不多，就不多说了。

上面说的，都是跟应用程序跑在一个进程中的场景，如果应用部署在多个服务器上，缓存数据共享起来不太方便。这个时候可以使用Redis或者Memcached，Spring Data Redis对Redis单独做了详尽的支持，在Spring Boot项目中，引入其对应的Starter就行。很奇怪Memcached没有默认被支持，不过你可以使用第三方的Starter来使用它。

如果单机Redis不够你用的，比如你的数据量比较大、请求比较多或者需要动态扩容的时候，你可能需要建立Redis集群。如果你感觉Redis的网络开销有点大，还可以配合应用内部缓存配合一起使用，比如Ehcache和Caffeine。如果本文所介绍的所有方式都不够用，那你们公司已经很赚钱了吧，还招人不，半年经验这种？

还有一些Spring支持的缓存工具，比如Hazelcast和Couchbase，因为实在没有精力去了解这么多，就先不管了。本来我是打算将本文提到的所有的缓存工具的用法都写一遍的，最后发现越写越长，没完没了，还是算了，以后用到了哪个再写吧。毕竟我做的微型项目，都还没有使用缓存的必要。如果将来需要用缓存的话，我会优先使用Caffeine以及Redis。