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一、为什么使用缓存
在讨论技术实现之前我们先来了解一下缓存的好处
减少数据库访问通过缓存可以将频繁访问的数据保存在内存中减少数据库查询次数从而降低数据库负载。提高响应速度内存访问速度远快于数据库查询使用缓存可以显著提升应用响应速度。提升系统性能和扩展性缓存可以分担部分数据访问压力提高系统整体性能并支持大规模用户访问。
二、Spring Boot 集成缓存的准备工作
在 Spring Boot 中集成缓存非常方便只需添加相关依赖和配置即可。
1. 添加依赖
首先在你的 pom.xml 文件中添加缓存相关的依赖。Spring Boot 支持多种缓存实现如 EhCache、Caffeine、Redis 等。以下是添加 Caffeine 缓存依赖的示例
dependencygroupIdorg.springframework.boot/groupIdartifactIdspring-boot-starter-cache/artifactId
/dependency
dependencygroupIdcom.github.ben-manes.caffeine/groupIdartifactIdcaffeine/artifactId
/dependency如果你使用的是 Gradle可以在 build.gradle 文件中添加以下依赖
implementation org.springframework.boot:spring-boot-starter-cache
implementation com.github.ben-manes.caffeine:caffeine2. 启用缓存
在 Spring Boot 应用的主类上添加 EnableCaching 注解以启用缓存功能
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;SpringBootApplication
EnableCaching
public class CacheApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(CacheApplication.class, args);}
}三、缓存配置
在 application.properties 或 application.yml 文件中进行缓存配置。以下是使用 Caffeine 缓存的配置示例
application.properties
spring.cache.caffeine.specmaximumSize1000,expireAfterWrite10mapplication.yml
spring:cache:caffeine:spec: maximumSize1000,expireAfterWrite10m这里配置了缓存的最大条目数为 1000并且缓存条目在写入 10 分钟后过期。
四、使用缓存
Spring Boot 提供了一组注解来简化缓存操作
Cacheable将方法的返回值缓存起来以后调用时如果缓存中有值则直接返回缓存值。CachePut将方法的返回值更新到缓存中。CacheEvict从缓存中移除一个或多个条目。Caching组合多个缓存操作。
1. 使用 Cacheable
在需要缓存的方法上添加 Cacheable 注解
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;Service
public class UserService {Cacheable(users)public User getUserById(Long id) {// 模拟数据库查询simulateSlowService();return new User(id, John Doe);}private void simulateSlowService() {try {Thread.sleep(3000L); // 模拟延时} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}}
}在上面的示例中第一次调用 getUserById 方法时会模拟数据库查询延时 3 秒结果会被缓存起来后续相同参数的调用会直接返回缓存值。
2. 使用 CachePut
当需要更新缓存时可以使用 CachePut 注解
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.stereotype.Service;Service
public class UserService {CachePut(value users, key #user.id)public User updateUser(User user) {// 更新数据库return user;}
}3. 使用 CacheEvict
当需要移除缓存中的条目时可以使用 CacheEvict 注解
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.stereotype.Service;Service
public class UserService {CacheEvict(value users, key #id)public void deleteUser(Long id) {// 从数据库删除用户}
}4. 使用 Caching
如果需要组合多个缓存操作可以使用 Caching 注解
import org.springframework.cache.annotation.Caching;
import org.springframework.stereotype.Service;Service
public class UserService {Caching(put { CachePut(value users, key #user.id) },evict { CacheEvict(value users, key #user.id) })public User saveOrUpdate(User user) {// 保存或更新用户return user;}
}五、缓存的监控和统计
对于生产环境中的缓存应用监控和统计缓存的使用情况是至关重要的。Caffeine 提供了内置的统计功能可以通过配置启用。
启用缓存统计
在 application.properties 或 application.yml 文件中添加配置
spring.cache.caffeine.specmaximumSize1000,expireAfterWrite10m,recordStatsspring:cache:caffeine:spec: maximumSize1000,expireAfterWrite10m,recordStats访问缓存统计
通过注入 CacheManager 获取缓存统计信息
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.caffeine.CaffeineCache;
import org.springframework.cache.caffeine.CaffeineCacheManager;
import org.springframework.stereotype.Service;Service
public class CacheStatisticsService {Autowiredprivate CaffeineCacheManager cacheManager;public void printCacheStats() {CaffeineCache caffeineCache (CaffeineCache) cacheManager.getCache(users);CacheObject, Object nativeCache caffeineCache.getNativeCache();System.out.println(Cache Stats: nativeCache.stats());}
}六、总结
通过本文的介绍我们学习了如何在 Spring Boot 项目中集成缓存功能。缓存作为提升系统性能的重要手段在实际应用中有着广泛的应用场景。Spring Boot 提供了简洁的缓存集成方式使得我们能够方便地使用缓存来优化系统性能。
