我们知道一个程序的瓶颈在于数据库，我们也知道内存的速度是大大快于硬盘的速度的。当我们需要重复地获取相同的数据的时候，我们一次又一次的请求数据库或者远程服务，导致大量的时间耗费在数据库查询或者远程方法调用上，导致程序性能的恶化，这便是数据缓存要解决的问题。

一，Spring 缓存支持

Spring定义了org.springframework.cache.CacheManager和org.springframework.cache.Cache接口用来统一不同的缓存技术。其中CacheManager是Spring提供的各种缓存技术抽象接口，Cache接口包含缓存的各种操作（增加，删除，获得缓存，我们一般不会直接和此接口打交道）

1，Spring支持的CacheManager

针对不同的缓存技术，需要实现不同的CacheManager，Spring定义了如下所示的CacheManager实现：

SimpleCacheManager：使用简单的Collection来存储缓存，主要用来测试用途。

ConcurrentMapCacheManager：使用ConcurrentMap来存储缓存。

NoOpCacheManager：仅测试用途，不会实际存储缓存。

EhCacheCacheManager：使用EhCache作为缓存技术。

GuavaCacheManager：使用Google Guava的GuavaCache作为缓存技术。

HazelcastCacheManager：使用Hazelcast作为缓存技术。

JCacheCacheManager：支持JCache标准的实现作为缓存技术，如Apache Commons JCS

RedisCacheManager：使用Redis作为缓存技术。

在我们使用任意一个实现的CacheManager的时候，需要注册实现CacheManager的Bean，例如：

@Beanpublic EhCacheCacheManager cacheManager(CacheManager ehCacheCacheManager){return new EhCacheCacheManager(ehCacheCacheManager);}

当然，每种缓存技术都有很多的额外配置，但配置cacheManager是必不可少的

2，声名式缓存注解

Spring提供了4个注解来声明缓存规则（又是使用注解式的AOP的一个生动例子）。这四个注解如下：

@Cacheable：在方法执行前spring先查看缓存中是否有数据，如果有数据，则直接返回缓存数据；若没有数据，调用方法并将方法返回值放进缓存。

@CachePut：无论怎样，都会将方法的返回值放到缓存中。@CachePut的属性与@Cacheable保持一致。

@CacheEvict：将一条或多条数据从缓存中删除。

@Caching：可以通过@Caching注解组合多个注解策略在一个方法上。

@Cacheable，@Cacheable，@CacheEvict都有value属性，指定的是要使用的缓存名称；key属性指定的是数据在缓存中的存储的键。

3，开启声名式缓存支持

开启声名式缓存支持十分简单，只需在配置类上使用@EnableCaching注解即可，如下：

package com.jack.springboot8cache.config;import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;/*** create by jack 2017/10/9*/
@Configuration
@EnableCaching
public class AppConfig {
}

二，Spring Boot的支持

在spring中使用缓存技术的关键是配置CacheManager，而Spring Boot为我们自动配置了多个CacheManager的实现。

Spring Boot的CacheManager的自动配置放置在org.springframework.boot.autoconfigure.cache包中，如下所示：

通过上图我们可以看出，Spring Boot为我们自动配置了EhCacheCacheConfiguration（使用EhCache），GenericCacheConfiguration（使用Collection），GuavaCacheConfiguration（使用Guava），HazelcastCacheConfiguration（使用Hazelcast），InfinispanCacheConfiguration（使用Infinispan），JCacheCacheConfiguration（使用JCache），NoOpCacheConfiguration（不使用存储），RedisCacheConfiguration（使用Redis），SimpleCacheConfiguration（使用ConcurrentMap）。在不做任何额外配置的情况下，默认使用的是SimpleCacheConfiguration，即使用ConcurrentMapCacheManager。Spring boot支持以“spring.cache”为前缀的属性来配置缓存：

spring.cache.type=#可选generic，ehcache，hazelcast，infinispan，jcache，redis，guava，simple，none

spring.cache.cache-names=#程序启动时创建缓存名称

spring.cache.ehcache.config=#ehcache配置文件地址

spring.cache.hazelcast.config=#hazelcast配置文件地址

spring.cache.infinispan.config=#infinispan配置文件地址

spring.cache.jcache.config=#jcache配置文件地址

spring.cache.jcache.provider=#当多个jcache实现在类路径中的时候，指定jcache实现

spring.cache.guava.spec=#guava specs

在Spring Boot环境下，使用缓存技术只需在项目中导入相关缓存技术的依赖包，并在配置类上使用@EnableCaching开启缓存即可。

三，实战

下面将以Spring Boot默认的ConcurrentMapCacheManager作为缓存技术，演示@Cacheable，@CachePut，@CacheEvit，最后使用EhCache，Guava来替换缓存技术。

1，新建Spring Boot项目

新建Spring Boot项目依赖为Cache，JPA,WEB，添加mysql驱动，pom.xml的配置文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>com.jack</groupId><artifactId>springboot8cache</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><packaging>jar</packaging><name>springboot8cache</name><description>Demo project for Spring Boot</description><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>1.5.7.RELEASE</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><properties><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding><project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding><java.version>1.8</java.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!--mysql连接驱动--><!-- https://mvnrepository.com/artifact/mysql/mysql-connector-java --><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId></dependency><!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson --><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId><version>1.2.39</version></dependency><!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-cache --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency></dependencies><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins></build></project>

2，实体类

package com.jack.springboot8cache.entity;import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;/*** create by jack 2017/10/3*/
//@Entity注解指明这是一个和数据库表映射的实体类
@Entity
public class Person {/*** 主键id* @Id注解指明这个属性映射为数据库的主键* @GeneratedValue定义主键生成的方式，下面采用的是mysql的自增属性*/@Id@GeneratedValue(strategy= GenerationType.AUTO)private Integer id;/*** 姓名*/private String name;/*** 年龄*/private Integer age;/*** 地址*/private String address;public Person() {super();}public Person(Integer id, String name, Integer age, String address) {super();this.id = id;this.name = name;this.age = age;this.address = address;}public Integer getId() {return id;}public void setId(Integer id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Integer getAge() {return age;}public void setAge(Integer age) {this.age = age;}public String getAddress() {return address;}public void setAddress(String address) {this.address = address;}
}

3，实体类Repository

package com.jack.springboot8cache.dao;import com.jack.springboot8cache.entity.Person;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;/*** create by jack 2017/10/8* 实体类*/
public interface PersonRepository extends JpaRepository<Person,Integer> {
}

4，业务服务

1）接口：

package com.jack.springboot8cache.service;import com.jack.springboot8cache.entity.Person;/*** create by jack 2017/10/9*/
public interface DemoService {Person save(Person person);void remove(Integer id);Person findOne(Person person);
}

2）实现类

package com.jack.springboot8cache.impl;import com.jack.springboot8cache.dao.PersonRepository;
import com.jack.springboot8cache.entity.Person;
import com.jack.springboot8cache.service.DemoService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;/*** create by jack 2017/10/9*/
@Service
public class DemoServiceImpl implements DemoService {@Autowiredprivate PersonRepository personRepository;/*** 注意：如果没有指定key，则方法参数作为key保存到缓存中*//***@CachePut缓存新增的或更新的数据到缓存，其中缓存的名称为people，数据的key是person的id* @param person* @return*/@CachePut(value = "people",key="person.id")@Overridepublic Person save(Person person) {Person p = personRepository.save(person);System.out.println("为id，key为："+p.getId()+"数据做了缓存");return p;}/*** @CacheEvict从缓存people中删除key为id的数据* @param id*/@CacheEvict(value = "people")@Overridepublic void remove(Integer id) {System.out.println("删除了id，key为"+id+"的数据缓存");personRepository.delete(id);}/*** @Cacheable缓存key为person的id数据到缓存people中* @param person* @return*/@Cacheable(value = "people",key = "person.id")@Overridepublic Person findOne(Person person) {Person p = personRepository.findOne(person.getId());System.out.println("为id，key为："+p.getId()+"数据做了缓存");return p;}
}

注意：如果没有指定key，则方法参数作为key保存到缓存中

5，控制器

package com.jack.springboot8cache.controller;import com.jack.springboot8cache.entity.Person;
import com.jack.springboot8cache.service.DemoService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;/*** create by jack 2017/10/9*/
@RestController
@RequestMapping("cache")
public class CacheController {@Autowiredprivate DemoService demoService;@RequestMapping("/put")public Person put(Person person){return demoService.save(person);}@RequestMapping("/evit")public String evit(Integer id){demoService.remove(id);return "ok";}@RequestMapping("/cacheable")public Person cacheable(Person person){return demoService.findOne(person);}}

6，开启缓存支持

package com.jack.springboot8cache;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class Springboot8cacheApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Springboot8cacheApplication.class, args);}
}

7，运行

当我们对数据库做了缓存以后，数据的获得将从缓存中得到，而不是从数据库中得到。当前的数据库的数据情况如下所示：

我们在每次运行测试情况下，都重启了应用程序。

1）测试@Cacheable

第一次访问http://localhost:9090/cache/cacheable?id=85，第一次将调用方法查询数据库，并将数据放到缓存people中。

此时控制台输出如下：

2017-10-09 23:29:05.877  INFO 2468 --- [nio-9090-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring FrameworkServlet 'dispatcherServlet'
2017-10-09 23:29:05.878  INFO 2468 --- [nio-9090-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : FrameworkServlet 'dispatcherServlet': initialization started
2017-10-09 23:29:05.939  INFO 2468 --- [nio-9090-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : FrameworkServlet 'dispatcherServlet': initialization completed in 61 ms
Hibernate: select person0_.id as id1_0_0_, person0_.address as address2_0_0_, person0_.age as age3_0_0_, person0_.name as name4_0_0_ from person person0_ where person0_.id=?
为id，key为：85数据做了缓存

页面输出如下：

再次访问http://localhost:9090/cache/cacheable?id=85，此时控制台没有再次输出hibernate的查询语句，以及“为id，key为：85数据做了缓存”字样，表示没有调用这个方法，页面直接从数据缓存中获得数据，页面输出结果如下：

2）测试@CachePut

访问http://localhost:9090/cache/put?name=jack8&age=99&address=深圳深圳，此时控制台输出如下：

2017-10-09 23:37:10.823  INFO 1212 --- [nio-9090-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring FrameworkServlet 'dispatcherServlet'
2017-10-09 23:37:10.824  INFO 1212 --- [nio-9090-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : FrameworkServlet 'dispatcherServlet': initialization started
2017-10-09 23:37:10.893  INFO 1212 --- [nio-9090-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : FrameworkServlet 'dispatcherServlet': initialization completed in 69 ms
Hibernate: insert into person (address, age, name) values (?, ?, ?)
为id，key为：86数据做了缓存

页面输出如下：

我们再次访问：http://localhost:9090/cache/cacheable?id=87，控制台无输出，从缓存直接获得数据，页面显示如上。

3）测试@CacheEvit

访问：http://localhost:9090/cache/cacheable?id=87，为id为87的数据做缓存，再次访问http://localhost:9090/cache/cacheable?id=87，确认数据已经从缓存中获取。

访问：http://localhost:9090/cache/evit?id=87，从缓存中删除key为87的缓存数据：

删除了id，key为87的数据缓存
Hibernate: select person0_.id as id1_0_0_, person0_.address as address2_0_0_, person0_.age as age3_0_0_, person0_.name as name4_0_0_ from person person0_ where person0_.id=?
Hibernate: delete from person where id=?

再次访问：http://localhost:9090/cache/cacheable?id=87，观察控制台，数据已经从数据库中删除了，查询缓存，发现空指针异常了，查询失败

四，切换缓存技术

切换缓存技术除了移入相关依赖包或者配置以外，使用方式和上面的实战例子保存一致。下面讲解Spring Boot下EhCache和Guava作为缓存技术的方式，其余缓存技术也是类似的方式。

1，EhCahce

当我们需要使用EhCache作为缓存技术的时候，我们只需要在pom.xml中添加EhCache的依赖即可：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.sf.ehcache/ehcache -->
<dependency><groupId>net.sf.ehcache</groupId><artifactId>ehcache</artifactId><version>2.10.4</version>
</dependency>

EhCache所需的配置文件ehcache.xml只需放在类路径下，Spring Boot会自动扫描，例如：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8">

</ehcache>

Spring Boot会给我们自动配置EhcacheCacheManager的Bean。

2,Guava

当我们需要使用Guava作为缓存技术的时候，我们只需要在pom.xml中增加Guava的依赖即可：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.google.guava/guava -->
<dependency><groupId>com.google.guava</groupId><artifactId>guava</artifactId><version>23.0</version>
</dependency>

Spring Boot会给我们自动配置GuavaCacheManager这个Bean。

3，Redis

使用Redis，只需添加下面的依赖即可：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-data-redis -->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId><version>1.5.7.RELEASE</version>
</dependency>

Spring Boot将会为我们自动配置RedisCacheManager以及RedisTemplate的Bean。

源码地址：https://github.com/wj903829182/SpringCloudTwo/tree/master/springboot8cache

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