当前位置：首页 > news >正文

Spring Cache 详细讲解

news 来源：原创 2025/5/9 15:49:12

Spring Cache 是 Spring 框架提供的缓存抽象层，通过统一的 API 和注解简化缓存操作，支持多种缓存实现（如 Redis、EhCache、Caffeine 等）。其核心目标是减少重复计算，提升系统性能，同时保持代码简洁性。

1. 核心概念

(1) 缓存抽象接口

Spring Cache 定义了一套标准接口，与具体缓存实现解耦：

Cache：代表一个缓存实例（如 Redis 的一个键空间）。
CacheManager：管理多个 Cache 实例。
KeyGenerator：生成缓存键的策略。
CacheResolver：动态解析使用的缓存。

(2) 支持的缓存实现

本地缓存：Caffeine、EhCache、ConcurrentMapCache
分布式缓存：Redis、Memcached、Hazelcast
其他：JCache（JSR-107）、GemFire

2. 核心注解

(1) `@Cacheable`

用途：标记方法的返回值需要缓存。
触发条件：方法执行前检查缓存，若存在则直接返回结果，否则执行方法并缓存结果。
关键参数：
- value/cacheNames：指定缓存名称（对应 CacheManager 中的缓存实例）。
- key：自定义缓存键（支持 SpEL 表达式）。
- condition：缓存条件（满足条件才缓存）。
- unless：排除条件（满足条件不缓存）。

示例：

@Cacheable(value = "users", key = "#id", unless = "#result == null")
public User getUserById(Long id) {return userRepository.findById(id).orElse(null);
}

(2) `@CachePut`

用途：更新缓存，无论缓存是否存在，都会执行方法并缓存结果。
适用场景：数据更新后强制刷新缓存。

示例：

@CachePut(value = "users", key = "#user.id")
public User updateUser(User user) {return userRepository.save(user);
}

(3) `@CacheEvict`

用途：删除缓存条目。
关键参数：
- allEntries：是否清空整个缓存（默认 false）。
- beforeInvocation：是否在方法执行前清除缓存（默认 false，即方法执行后清除）。

示例：

@CacheEvict(value = "users", key = "#id")
public void deleteUser(Long id) {userRepository.deleteById(id);
}

(4) `@Caching`

用途：组合多个缓存操作。
示例：

@Caching(cacheable = @Cacheable(value = "users", key = "#username"),evict = @CacheEvict(value = "tokens", key = "#username")
)
public User getUserByUsername(String username) {// ...
}

(5) `@CacheConfig`

用途：在类级别统一配置缓存的公共属性（如 cacheNames、keyGenerator）。
示例：

@CacheConfig(cacheNames = "products")
public class ProductService {@Cacheablepublic Product getProduct(Long id) { ... }
}

3. 配置与集成

(1) 启用缓存

在 Spring Boot 主类或配置类上添加 @EnableCaching：

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class MyApp { ... }

(2) 选择缓存实现

以 Caffeine（高性能本地缓存）为例：

添加依赖：

xml

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId><artifactId>caffeine</artifactId>
</dependency>

运行 HTML

配置缓存策略：

yaml

# application.yml
spring:cache:type: caffeinecaffeine:spec: maximumSize=500, expireAfterWrite=10m

(3) 自定义 KeyGenerator

实现 KeyGenerator 接口：

public class CustomKeyGenerator implements KeyGenerator {@Overridepublic Object generate(Object target, Method method, Object... params) {return method.getName() + "_" + Arrays.toString(params);}
}

注册到 Spring 容器：

@Configuration
public class CacheConfig {@Beanpublic KeyGenerator customKeyGenerator() {return new CustomKeyGenerator();}
}

使用自定义 KeyGenerator：

@Cacheable(value = "users", keyGenerator = "customKeyGenerator")
public User getUser(Long id) { ... }

4. 高级特性

(1) 条件缓存

通过 condition 和 unless 动态控制缓存行为：

@Cacheable(value = "users", key = "#id", condition = "#id > 1000", unless = "#result.age < 18")
public User getUser(Long id) { ... }

(2) 缓存同步

多线程环境下，使用 sync 参数同步缓存生成：

@Cacheable(value = "users", key = "#id", sync = true)
public User getUser(Long id) { ... }

(3) 多级缓存

结合本地缓存与分布式缓存（如 Caffeine + Redis）：

本地缓存用于高频访问数据。
分布式缓存用于数据共享和持久化。

5. 最佳实践

(1) 缓存粒度控制

细粒度缓存：缓存单个对象（如用户信息）。
粗粒度缓存：缓存集合或复杂查询结果（需注意数据一致性）。

(2) 缓存穿透/击穿/雪崩防护

穿透：缓存空值（unless = "#result == null"）。
击穿：加锁（sync = true）或使用分布式锁。
雪崩：设置随机过期时间。

(3) 数据一致性

写策略：使用 @CachePut 或 @CacheEvict 保证缓存与数据库同步。
事务支持：将缓存操作与事务绑定（需配置 TransactionAwareCacheManagerProxy）。

6. 调试与监控

(1) 日志输出

在 application.properties 中启用缓存日志：

properties

logging.level.org.springframework.cache=TRACE

(2) 监控指标

Spring Boot Actuator 提供缓存指标：

xml

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