随着应用程序越来越复杂，解决性能问题变得越来越重要。缓存是提高应用程序性能的重要方式之一。Spring Boot框架集成了多种缓存技术，使得开发人员可以快速、方便地使用缓存。本文将从多个方面详细介绍Spring Boot缓存。
一、@Cacheable注解
Spring Boot缓存最常用的方式是使用@Cacheable注解。使用该注解可以将方法返回值缓存到内存或磁盘中，下次请求时如果参数和缓存中的一致，则直接返回缓存结果。为了使用@Cacheable注解，我们需要做以下三件事情：
1、在pom文件中引入Spring Boot的缓存依赖。例如，如果我们想使用Ehcache缓存，那么可以使用以下依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>
2、在应用程序主类上添加@EnableCaching注解。例如：
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class MyApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
}
}
3、在需要缓存的方法上添加@Cacheable注解即可。例如：
@Cacheable(value = "myCache", key = "#id")
public User getUserById(Long id) {
// 从数据库获取数据
User user = userRepository.findById(id);
return user;
}
在上面的代码中，我们使用了value参数指定了缓存的名称，key参数指定了缓存的键值。
二、缓存注解参数详解
除了@Cacheable注解外，Spring Boot还提供了多个缓存注解，例如@CachePut、@CacheEvict、@Caching等。以下是这些缓存注解的详细说明：
@Cacheable
该注解用于在方法调用之前，检查缓存中是否存在请求的数据。如果缓存存在数据，则将缓存数据返回；否则会执行方法，并将执行结果存入缓存中。例如：
@Cacheable(value = "myCache", key = "#id")
public User getUserById(Long id) {
// 从数据库获取数据
User user = userRepository.findById(id);
return user;
}
在上面的代码中，我们使用了value参数指定了缓存的名称，key参数指定了缓存的键值。
@CachePut
该注解用于在方法执行成功时，将返回值存入缓存中。例如：
@CachePut(value = "myCache", key = "#user.id")
public User updateUser(User user) {
// 更新数据库中的数据
User updatedUser = userRepository.save(user);
return updatedUser;
}
在上面的代码中，我们使用了value参数指定了缓存的名称，key参数指定了缓存的键值。
@CacheEvict
该注解用于清除指定的缓存数据。例如：
@CacheEvict(value = "myCache", key = "#id")
public void deleteUser(Long id) {
// 从数据库删除数据
userRepository.deleteById(id);
}
在上面的代码中，我们使用了value参数指定了缓存的名称，key参数指定了缓存的键值。
@Caching
该注解可以组合多种缓存注解，例如：
@Caching(
cacheable = @Cacheable(value = "myCache", key = "#username"),
put = @CachePut(value = "myCache", key = "#result.id"),
evict = @CacheEvict(value = "myCache", key = "#id")
)
public User getUserByUsernameAndId(String username, Long id) {
// 从数据库获取数据
User user = userRepository.findByUsernameAndId(username, id);
return user;
}
三、缓存管理器
Spring Boot提供了多个缓存管理器，例如Ehcache、Redis等。以下是缓存管理器的详细说明：
Ehcache
使用Ehcache作为Spring Boot的缓存管理器，我们需要在pom文件中引入Ehcache的依赖，例如：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>
然后在应用程序配置文件application.yml中，我们需要配置Ehcache。以下是一个简单的Ehcache配置：
spring:
cache:
type: ehcache
ehcache:
config: classpath:ehcache.xml
在上面的配置中，我们使用了type参数指定了使用Ehcache作为缓存管理器，config参数指定了Ehcache的配置文件。
Redis
使用Redis作为Spring Boot的缓存管理器，我们需要在pom文件中引入Spring Boot的Redis依赖，例如：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
然后，在应用程序配置文件application.yml中，我们需要配置Redis。以下是一个简单的Redis配置：
spring:
cache:
type: redis
redis:
host: localhost
port: 6379
password:
timeout: 3000
在上面的配置中，我们使用了type参数指定了使用Redis作为缓存管理器，Redis的连接信息在redis节点中进行配置。
四、缓存管理器与多个缓存
在Spring Boot中，我们可以同时使用多个缓存管理器，并为不同的缓存使用不同的缓存管理器。以下是一个基于Ehcache和Redis缓存管理器的示例：
@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {
@Bean
public CacheManager ehcacheManager() {
EhCacheCacheManager cacheManager = new EhCacheCacheManager(getEhCacheFactory().getObject());
return cacheManager;
}
@Bean
public CacheManager redisManager() {
RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(getRedisTemplate());
cacheManager.setDefaultExpiration(60);
return cacheManager;
}
@Bean
public EhCacheManagerFactoryBean getEhCacheFactory() {
EhCacheManagerFactoryBean factoryBean = new EhCacheManagerFactoryBean();
factoryBean.setConfigLocation(new ClassPathResource("ehcache.xml"));
factoryBean.setShared(true);
return factoryBean;
}
@Bean
public RedisTemplate getRedisTemplate() {
RedisTemplate
redisTemplate = new RedisTemplate<>();
redisTemplate.setConnectionFactory(getRedisConnectionFactory());
redisTemplate.setDefaultSerializer(new StringRedisSerializer());
return redisTemplate;
}
@Bean
public RedisConnectionFactory getRedisConnectionFactory() {
LettuceConnectionFactory connectionFactory = new LettuceConnectionFactory();
connectionFactory.setHostName("localhost");
connectionFactory.setPort(6379);
return connectionFactory;
}
}
在上面的代码中，我们使用@Configuration注解和@Bean注解定义了两个缓存管理器：ehcacheManager和redisManager。在ehcacheManager中，我们使用了EhCacheCacheManager类来定义Ehcache管理器；在redisManager中，我们使用了RedisCacheManager类来定义Redis管理器。在getEhCacheFactory和getRedisTemplate方法中，我们使用了EhCacheManagerFactoryBean和RedisTemplate类来设置Ehcache和Redis的配置信息。
当我们在使用@Cacheable注解的时候，我们可以使用value参数指定缓存的名称，也可以使用cacheManager参数指定使用的缓存管理器。例如：
@Cacheable(value = "myCache", cacheManager = "ehcacheManager", key = "#id")
public User getUserById(Long id) {
// 从数据库获取数据
User user = userRepository.findById(id);
return user;
}
五、缓存清理和失效
使用缓存时，我们需要注意缓存的清理和失效。以下是缓存清理和失效的说明：
手动清理缓存
我们可以使用@CacheEvict注解清理缓存，也可以使用CacheManager类的clearCache方法清理缓存。例如：
@Autowired
private CacheManager cacheManager;
// 清理所有缓存
cacheManager.getCacheNames().forEach(cacheName -> cacheManager.getCache(cacheName).clear());
// 清理指定缓存
cacheManager.getCache("myCache").clear();
// 使用@CacheEvict清理缓存
@CacheEvict(value = "myCache", allEntries = true)
public void clearCache() {
...
}
在上面的代码中，我们首先使用cacheManager.getCacheNames()方法获取所有缓存的名称，然后在循环中使用cacheManager.getCache方法获取每个缓存对象，最后使用clear方法清理缓存。
失效时间
我们可以使用@Cacheable注解的timeToLive参数或CacheManager类的setDefaultExpiration方法来设置缓存失效时间。例如：
@Cacheable(value = "myCache", key = "#id", timeToLive = 3600)
public User getUserById(Long id) {
// 从数据库获取数据
User user = userRepository.findById(id);
return user;
}
@Autowired
private CacheManager cacheManager;
// 设置所有缓存的失效时间
cacheManager.setDefaultExpiration(60);
// 设置指定缓存的失效时间
cacheManager.getCache("myCache").getNativeCache().getCacheConfiguration().setTimeToLiveSeconds(3600);
在上面的代码中，我们使用了timeToLive参数和setDefaultExpiration方法设置了缓存的失效时间。
条件失效
我们可以使用@CachePut注解的condition参数来定义缓存的条件失效。例如，我们可以在更新用户信息的方法中，只有在用户数据发生变化时才更新缓存：
@CachePut(value = "myCache", key = "#user.id", condition = "#user.changed == true")
public User updateUser(User user) {
// 更新数据库中的数据
User updatedUser = userRepository.save(user);
// 标记变化
updatedUser.setChanged(true);
return updatedUser;
}
六、缓存监控
Spring Boot提供了多种工具来监控缓存，例如Actuator、Micrometer等。以下是缓存监控的详细说明：
Actuator
Spring Boot Actuator是Spring Boot的生产环境管理工具，提供了对应用程序的监控和管理功能。我们可以使用Actuator来监控应用程序中缓存的使用情况。例如，在浏览器中访问URL http://localhost:8080/actuator/caches/可以查看当前应用程序中所有缓存的使用情况：
{
"cacheManagers": {
"cacheManager": {
"caches": {
"myCache": {
"target": {
"class": "org.springframework.data.redis.cache.RedisCache",
"name": "myCache",
"cache": {
"cacheName": "myCache",
"nativeCache": {
"name": "myCache",
"cacheLoader": null,
"cacheWriter": null,
"evictionAdvisor": null,
"initializer": null,
"loaderWriterMutex": {},
"stats": {
"cacheHits": 1,
