Spring （72）如何在Spring中使用缓存

在Spring框架中，使用缓存是一种有效的方式来提高应用程序性能，减少数据库或者计算密集型操作的负担。Spring提供了一个声明式的缓存抽象，它允许开发者通过注解来简单地将缓存应用到应用程序中。下面我们将深入探讨Spring缓存的使用，结合源码解析和代码演示。

1. Spring Cache抽象

Spring的缓存抽象是基于几个核心接口构建的，主要包括Cache和CacheManager。Cache接口定义了缓存操作的集合，而CacheManager是用来管理各种Cache实例。

• Cache: 主要定义了缓存的基本操作，例如get(), put(), evict(), clear()等。
• CacheManager: 管理一组Cache实例，提供通过名称访问缓存的能力。

2. 集成Spring Cache

要在Spring应用中使用缓存，首先需要添加Spring Boot的缓存启动器依赖：

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

然后，在Spring Boot应用的主类或者配置类上添加@EnableCaching注解，以启用缓存支持。

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

3. 使用缓存注解

Spring提供了几个核心的缓存相关注解，使得操作缓存变得非常简单：

• @Cacheable: 触发缓存读取的操作，如果没有命中缓存，则执行方法并缓存其结果。
• @CachePut: 更新缓存，不影响方法的执行。
• @CacheEvict: 移除缓存。
• @Caching: 重新组合以上注解。

4. 示例：使用@Cacheable注解

假设我们有一个查询书籍详情的方法，我们希望将查询的结果缓存起来，以避免重复执行耗时的数据库操作。

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class BookService {

    @Cacheable("books")
    public Book getBookById(String id) {
        // 模拟数据库查询
        return findBookInDb(id);
    }

    private Book findBookInDb(String id) {
        // 模拟数据库操作
        return new Book(id, "Sample Book");
    }
}

在上述代码中，@Cacheable("books")注解表示使用名为books的缓存。当调用getBookById方法时，Spring首先会在名为books的缓存中查找与给定id对应的条目。如果找到了，就直接返回缓存值；如果没有找到，就执行方法体内的代码，将返回值放入缓存中，然后返回结果。

5. 深入源码

当方法被@Cacheable注解修饰时，Spring在运行时会通过代理机制拦截方法调用。它先检查缓存中是否存在需要的值，这一逻辑是通过CacheAspectSupport实现的，该类是Spring缓存抽象的核心，它协调各个组件如何工作。

如果缓存中不存在需要的值，方法会被执行，并且返回值会被存入缓存。这个过程涉及到CacheResolver、KeyGenerator等组件来确定使用哪个缓存以及如何生成缓存的键。

6. 自定义缓存配置

虽然Spring提供了基于注解的简单缓存配置，但在某些情况下，你可能需要更细粒度的控制。Spring允许通过实现CachingConfigurer接口来自定义缓存相关的策略，包括自定义CacheManager、KeyGenerator等。

7. 结语

通过上述介绍和示例，我们了解了如何在Spring中使用缓存来提高应用性能。Spring的缓存抽象简化了缓存的使用，使开发者可以轻松地将缓存应用到现有的应用程序中。当然，为了更有效地利用缓存，了解其背后的工作原理是非常重要的，这包括理解Spring缓存相关的注解、配置以及如何自定义缓存行为。