Spring Cache的基本使用与分析

1|0概述
使用 Spring Cache 可以极大的简化我们对数据的缓存，并且它封装了多种缓存，本文基于 redis 来说明。

2|0基本使用
1、所需依赖

org.springframework.bootspring-boot-starter-data-redisorg.springframework.bootspring-boot-starter-cache

2、配置文件

spring: # redis连接信息 redis: host: 192.168.56.10 port: 6379 cache: # 指定使用的缓存类型 type: redis # 过期时间 redis: time-to-live: 3600000 # 是否开启前缀，默认为true use-key-prefix: true # 键的前缀，如果不配置，默认就是缓存名cacheNames key-prefix: CACHE_ # 是否缓存空置，防止缓存穿透，默认为true cache-null-values: true

3、Spring Cache 提供的注解如下，使用方法参见：官方文档，通过这些注解，我们可以方便的操作缓存数据。

@Cacheable：触发缓存写入的操作
@CacheEvict：触发缓存删除的操作
@CachePut：更新缓存，而不会影响方法的执行
@Caching：重新组合要应用于一个方法的多个缓存操作，即对一个方法添加多个缓存操作
@CacheConfig：在类级别共享一些与缓存有关的常见设置
例如，如果需要对返回结果进行缓存，直接在方法上标注 @Cacheable 注解

@Cacheable(cacheNames = "userList") //指定缓存的名字，便于区分不同缓存 public List getUserList() { ... }

4、redis 默认使用 jdk 序列化，需要我们配置序列化机制，自定义一个配置类，否则存入的数据显示乱码

@EnableCaching //开启缓存 @Configuration public class MyCacheConfig { @Bean public RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration(){ RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig(); //指定键和值的序列化机制 config = config.serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new StringRedisSerializer())); config = config.serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer())); return config; } }

5、使用以上配置后，虽然乱码的问题解决了，但配置文件又不生效了，比如过期时间等，这是因为在初始化时会判断用户是否自定义了配置文件，如果自定义了，原来的就不会生效，源码如下：

private org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration determineConfiguration(ClassLoader classLoader) { //如果配置了，就返回自定义的配置 if (this.redisCacheConfiguration != null) { return this.redisCacheConfiguration; } //没配置使用默认的配置 Redis redisProperties = this.cacheProperties.getRedis(); org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration config = org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheConfiguration .defaultCacheConfig(); config = config.serializeValuesWith( SerializationPair.fromSerializer(new JdkSerializationRedisSerializer(classLoader))); if (redisProperties.getTimeToLive() != null) { config = config.entryTtl(redisProperties.getTimeToLive()); } if (redisProperties.getKeyPrefix() != null) { config = config.prefixKeysWith(redisProperties.getKeyPrefix()); } if (!redisProperties.isCacheNullValues()) { config = config.disableCachingNullValues(); } if (!redisProperties.isUseKeyPrefix()) { config = config.disableKeyPrefix(); } return config; }

6、所以，我们也需要手动获取 ttl、prefix 等属性，直接仿照源码就行，将配置类修改为如下：

@EnableCaching //开启缓存 @Configuration @EnableConfigurationProperties(CacheProperties.class) //缓存的所有配置属性都在这个类里 public class MyCacheConfig { @Bean public RedisCacheConfiguration redisCacheConfiguration(CacheProperties cacheProperties) { //获取默认配置 RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig(); //指定键和值的序列化机制 config = config.serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new StringRedisSerializer())); config = config.serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer())); //获取配置文件的配置 CacheProperties.Redis redisProperties = cacheProperties.getRedis(); if (redisProperties.getTimeToLive() != null) { config = config.entryTtl(redisProperties.getTimeToLive()); } if (redisProperties.getKeyPrefix() != null) { config = config.prefixKeysWith(redisProperties.getKeyPrefix()); } if (!redisProperties.isCacheNullValues()) { config = config.disableCachingNullValues(); } if (!redisProperties.isUseKeyPrefix()) { config = config.disableKeyPrefix(); } return config; } }

3|0原理分析
在 Spring 中 CacheManager 负责创建管理 Cache，Cache 负责缓存的读写，因此使用 redis 作为缓存对应的就有 RedisCacheManager 和 RedisCache。

打开 RedisCache 源码，我们需要注意这两个方法：

1、读取数据，未加锁

@Override protected Object lookup(Object key) { byte[] value = cacheWriter.get(name, createAndConvertCacheKey(key)); if (value == null) { return null; } return deserializeCacheValue(value); }

2、读取数据，加锁，这是 RedisCache 中唯一一个同步方法

@Override public synchronized T get(Object key, Callable valueLoader) { ValueWrapper result = get(key); if (result != null) { return (T) result.get(); } T value = valueFromLoader(key, valueLoader); put(key, value); return value; }

通过打断点的方式可以知道 RedisCache 默认调用的是 lookup()，因此不能应对缓存穿透，如果有相关需求，可以这样配置：@Cacheable(sync = true)，开启同步模式，此配置只在 @Cacheable 中才有。

4|0总结
Spring Cache 对于读模式下缓存失效的解决方案：

缓存穿透：cache-null-values: true，允许写入空值
缓存击穿：@Cacheable(sync = true)，加锁
缓存雪崩：time-to-live:xxx，设置不同的过期时间
而对于写模式，Spring Cache 并没有相应处理，我们需要使用其它方式处理。

总的来说：

1、对于常规数据（读多写少，及时性、一致性要求不高的数据）完全可以使用 Spring Cache

2、对于特殊数据（比如要求高一致性）则需要特殊处理

EOF

本文作者：JLSong
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