详解Spring数据缓存注解@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict

前言

如果想让应用程序避免一遍遍地为同一个问题推导、计算或查询答案的话，缓存是一种很棒的方式。当以一组参数第一次调用某个方法时，返回值会被保存在缓存中，如果这个方法再次以相同的参数进行调用时，这个返回值会从缓存中查询获取。在很多场景中，从缓存查找值会比其他的方式（比如，执行数据库查询）成本更低。因此，缓存会对应用程序的性能带来正面的影响。

通过XML启用注解驱动的缓存

使用XML的方式配置时，需要使用Spring cache命名空间中的<cache:annotation-driven>元素来启用注解驱动的缓存。从本质上来讲，其工作方式它是会创建一个切面（aspect）并触发Spring缓存注解的切点（pointcut）。根据所使用的注解以及缓存的状态，这个切面会从缓存中获取数据，将数据添加到缓存之中或者从缓存中移除某个值。

<cache:annotation-driven>

缓存管理器

缓存管理器是Spring缓存抽象的核心，它能够与多个流行的缓存实现进行集成。Spring常见管理器如下表所示：

对于上表中ConcurrentMapCacheManager，这是一个简单的缓存管理器使用java.util.concurrent.ConcurrentHashMap作为其缓存存储。它非常简单，因此对于开发、测试或基础的应用来讲，这是一个很不错的选择。但它的缓存存储是基于内存的，所以它的生命周期是与应用关联的，对于生产级别的大型企业级应用程序，这可能并不是理想的选择。

基于SimpleCacheManager的XML配置示例1

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
       xmlns:cache="http://www.springframework.org/schema/cache" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc
        http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-4.0.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd http://www.springframework.org/schema/cache http://www.springframework.org/schema/cache/spring-cache.xsd">
    <cache:annotation-driven/>
    <bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.support.SimpleCacheManager">
        <property name="caches">
            <set>
                <bean class="org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheFactoryBean" p:name="users"/>
            </set>
        </property>
    </bean>
</beans

为方法添加注解以支持缓存

如前文所述，Spring的缓存抽象在很大程度上是围绕切面构建的。在Spring中启用缓存时，会创建一个切面，它触发一个或更多的Spring的缓存注解。下表列出了Spring所提供的缓存注解。

填充缓存

可以看到，@Cacheable和@CachePut注解都可以填充缓存，但是它们的工作方式略有差异。

@Cacheable首先在缓存中查找条目，如果找到了匹配的条目，那么就不会对方法进行调用了。如果没有找到匹配的条目，方法会被调用并且返回值要放到缓存之中。而@CachePut并不会在缓存中检查匹配的值，目标方法总是会被调用，并将返回值添加到缓存之中。@Cacheable和@CachePut有一些属性是共有的，如下表所示：

在最简单的情况下，在@Cacheable和@CachePut的这些属性中，只需使用value属性指定一个或多个缓存即可。例如，考虑UserDao的findById(Integer id)方法。在初始保存之后，User数据表就不会再发生变化了。如果有的用户会被频繁请求，反复地在数据库中进行获取是对时间和资源的浪费。通过在findById(Integer id)方法上添加@Cacheable注解，如下面的程序清单所示，能够确保将User对象保存在缓存users中，从而避免对数据库的不必要访问。

@Cacheable(value="users")
public User findUserById(int id) {
    String sql="select * from t_user where id=?";
    return jdbcTemplate.queryForObject(sql, new UserRowMapper(), id);
}
class UserRowMapper implements RowMapper<User> {
    //rs为返回结果集，以每行为单位封装着
    @Override
    public User mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException {
        User user = new User();
        user.setID(rs.getInt("id"));
        user.setUserName(rs.getString("name"));
        user.setUserPwd(rs.getString("pwd"));
        return user;
    }
}

当findUserById(int id)被调用时，缓存切面会拦截调用并在缓存中查找之前以名users存储的返回值。缓存的key是传递到findUserById(int id)方法中的id参数。如果按照这个key能够找到值的话，就会返回找到的值，方法不会再被调用。如果没有找到值的话，那么就会调用这个方法，并将返回值放到缓存之中，为下一次调用findUserById(int id)方法做好准备。

当@Cacheable为接口方法添加注解后，所有实现类都会应用相同的缓存规则。

当一个全新的User对象通过addUser(User user)方法保存之后，很可能马上就会请求这条记录。所以，当save()方法调用后，立即将user塞到缓存之中是很有意义的，这样当其他人通过findUserById(int id)对其进行查找时，它就已经准备就绪了。为了实现这一点，可以在addUser(User user)方法上添加@CachePut注解，如下所示：

@CachePut(value="users")
public void addUser(User user) {
    String sql = "insert into t_user values(?,?,?)";
    jdbcTemplate.update(sql, null,user.getUserName(),user.getUserPwd());
    return user;
}

 当addUser(User user)方法被调用时，它首先会做所有必要的事情来保存user对象，然后返回的user会被放到users缓存中。在这里只有一个问题：缓存的key。如前文所述，默认的缓存key要基于方法的参数来确定。因为addUser(User user)方法的唯一参数就是user，所以它会用作缓存的key。将users放在缓存中，而它的缓存key恰好是同一个user，这是不是有一点诡异呢？显然，在这个场景中，默认的缓存key并不是我们想要的。我们需要的缓存key是新保存user的ID，而不是user本身。所以，在这里需要指定一个key而不是使用默认的key。让我们看一下怎样自定义缓存key。

自定义缓存key

@Cacheable和@CachePut都有一个名为key属性，这个属性能够替换默认的key，它是通过一个SpEL表达式计算得到的。任意的SpEL表达式都是可行的，但是更常见的场景是所定义的表达式与存储在缓存中的值有关，据此计算得到key。

具体到我们这个场景，我们需要将key设置为所保存user的ID。以参数形式传递给addUser(User user)的user还没有保存，因此并没有ID。我们只能通过addUser(User user)返回的user得到id属性。

幸好，在为缓存编写SpEL表达式的时候，Spring暴露了一些很有用的元数据。下表列出了SpEL中可用的缓存元数据。

对于addUser(User user)方法来说，我们需要的键是所返回user对象的id属性。表达式#result能够得到返回的user。借助这个对象，我们可以通过将key属性设置为#result.id来引用id属性：

@CachePut(value="users",key="#result.id")
  public void addUser(User user) {
        String sql = "insert into t_user values(?,?,?)";
        jdbcTemplate.update(sql, null,user.getUserName(),user.getUserPwd());
        return user;
    }

 按照这种方式配置@CachePut，缓存不会去干涉addUser(User user)方法的执行，但是返回的user将会保存在缓存中，并且缓存的key与user的id属性相同。

条件化缓存

通过为方法添加Spring的缓存注解，Spring就会围绕着这个方法创建一个缓存切面。但是，在有些场景下我们可能希望将缓存功能关闭。

@Cacheable和@CachePut提供了两个属性用以实现条件化缓存：unless和condition，这两个属性都接受一个SpEL表达式。如果unless属性的SpEL表达式计算结果为true，那么缓存方法返回的数据就不会放到缓存中。与之类似，如果condition属性的SpEL表达式计算结果为false，那么对于这个方法缓存就会被禁用掉。

表面上来看，unless和condition属性做的是相同的事情。但是，这里有一点细微的差别。unless属性只能阻止将对象放进缓存，但是在这个方法调用的时候，依然会去缓存中进行查找，如果找到了匹配的值，就会返回找到的值。与之不同，如果condition的表达式计算结果为false，那么在这个方法调用的过程中，缓存是被禁用的。就是说，不会去缓存进行查找，同时返回值也不会放进缓存中。

移除缓存条目

@CacheEvict并不会往缓存中添加任何东西。相反，如果带有@CacheEvict注解的方法被调用的话，那么会有一个或更多的条目会在缓存中移除。

那么在什么场景下需要从缓存中移除内容呢？当缓存值不再合法时，我们应该确保将其从缓存中移除，这样的话，后续的缓存命中就不会返回旧的或者已经不存在的值，其中一个这样的场景就是数据被删除掉了。这样的话，UserDao的deleteUser(int id)方法就是使用@CacheEvict的绝佳选择：

@CacheEvict(value="users")
public void deleteUser(int id) {
    String sql = "delete from t_user where id = ?";
    jdbcTemplate.update(sql, id);
}

 注意：与@Cacheable和@CachePut不同，@CacheEvict能够应用在返回值为void的方法上，而@Cacheable和@CachePut需要非void的返回值，它将会作为放在缓存中的条目。因为@CacheEvict只是将条目从缓存中移除，因此它可以放在任意的方法上，甚至void方法。

从上述代码可以看到，当deleteUser()调用时，会从缓存中删除一个条目。被删除条目的key与传递进来的id参数的值相等。

@CacheEvict有多个属性，如下表所示，这些属性会影响到该注解的行为，使其不同于默认的做法。可以看到，@CacheEvict的一些属性与@Cacheable和@CachePut是相同的，另外还有几个新的属性。与@Cacheable和@CachePut不同，@CacheEvict并没有提供unless属性。

使用XML声明缓存

Spring的cache命名空间提供了使用XML声明缓存规则的方法，可以作为面向注解缓存的替代方案。因为缓存是一种面向切面的行为，所以cache命名空间会与Spring的aop命名空间结合起来使用，用来声明缓存所应用的切点在哪里。

要开始配置XML声明的缓存，首先需要创建Spring配置文件，这个文件中要包含cache和aop命名空间。cache命名空间定义了在Spring XML配置文件中声明缓存的配置元素。如下表所示：

<!--将缓存通知绑定到切点上-->
<aop:config>
    <aop:advisor advice-ref="cacheAdvice" pointcut="execution(* com.boss.spring.learning.dao.*(..))"/>
</aop:config>
<cache:advice id="cacheAdvice">
    <cache:caching>
        <cache:cacheable cache="users" method="addUser"></cache:cacheable>
        <cache:cache-put cache="users" method="addUser" key="#result.id"></cache:cache-put>
        <cache:cache-evict cache="users" method="deleteUser"></cache:cache-evict>
    </cache:caching>
</cache:advice>
<bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.support.SimpleCacheManager">
    <property name="caches">
        <set>
            <bean class="org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheFactoryBean" p:name="users"/>
        </set>
    </property>
</bean>

到此这篇关于详解Spring数据缓存注解@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict的文章就介绍到这了,更多相关Spring数据缓存注解内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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