SpringCache详细讲解

人工智能
2025-09-03 07:30:02

Spring Cache 是 Spring 框架提供的缓存抽象层，通过统一的 API 和注解简化缓存操作，支持多种缓存实现（如 Redis、EhCache、Caffeine 等）。其核心目标是减少重复计算，提升系统性能，同时保持代码简洁性。

1. 核心概念 (1) 缓存抽象接口

Spring Cache 定义了一套标准接口，与具体缓存实现解耦：

Cache：代表一个缓存实例（如 Redis 的一个键空间）。

CacheManager：管理多个 Cache 实例。

KeyGenerator：生成缓存键的策略。

CacheResolver：动态解析使用的缓存。

(2) 支持的缓存实现

本地缓存：Caffeine、EhCache、ConcurrentMapCache

分布式缓存：Redis、Memcached、Hazelcast

其他：JCache（JSR-107）、GemFire

2. 核心注解 (1) @Cacheable

用途：标记方法的返回值需要缓存。

触发条件：方法执行前检查缓存，若存在则直接返回结果，否则执行方法并缓存结果。

关键参数：

value/cacheNames：指定缓存名称（对应 CacheManager 中的缓存实例）。

key：自定义缓存键（支持 SpEL 表达式）。

condition：缓存条件（满足条件才缓存）。

unless：排除条件（满足条件不缓存）。

示例：

@Cacheable(value = "users", key = "#id", unless = "#result == null") public User getUserById(Long id) { return userRepository.findById(id).orElse(null); }

(2) @CachePut

用途：更新缓存，无论缓存是否存在，都会执行方法并缓存结果。

适用场景：数据更新后强制刷新缓存。

示例：

@CachePut(value = "users", key = "#user.id") public User updateUser(User user) { return userRepository.save(user); }

(3) @CacheEvict

用途：删除缓存条目。

关键参数：

allEntries：是否清空整个缓存（默认 false）。

beforeInvocation：是否在方法执行前清除缓存（默认 false，即方法执行后清除）。

示例：

@CacheEvict(value = "users", key = "#id") public void deleteUser(Long id) { userRepository.deleteById(id); }

(4) @Caching

用途：组合多个缓存操作。

示例：

@Caching( cacheable = @Cacheable(value = "users", key = "#username"), evict = @CacheEvict(value = "tokens", key = "#username") ) public User getUserByUsername(String username) { // ... }

(5) @CacheConfig

用途：在类级别统一配置缓存的公共属性（如 cacheNames、keyGenerator）。

示例：

@CacheConfig(cacheNames = "products") public class ProductService { @Cacheable public Product getProduct(Long id) { ... } }

3. 配置与集成 (1) 启用缓存

在 Spring Boot 主类或配置类上添加 @EnableCaching：

@SpringBootApplication @EnableCaching public class MyApp { ... }

(2) 选择缓存实现

以 Caffeine（高性能本地缓存）为例：

添加依赖：

xml

<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId> <artifactId>caffeine</artifactId> </dependency>

运行 HTML

配置缓存策略：

yaml

# application.yml spring: cache: type: caffeine caffeine: spec: maximumSize=500, expireAfterWrite=10m

(3) 自定义 KeyGenerator

实现 KeyGenerator 接口：

public class CustomKeyGenerator implements KeyGenerator { @Override public Object generate(Object target, Method method, Object... params) { return method.getName() + "_" + Arrays.toString(params); } }

注册到 Spring 容器：

@Configuration public class CacheConfig { @Bean public KeyGenerator customKeyGenerator() { return new CustomKeyGenerator(); } }

使用自定义 KeyGenerator：

@Cacheable(value = "users", keyGenerator = "customKeyGenerator") public User getUser(Long id) { ... }

4. 高级特性 (1) 条件缓存

通过 condition 和 unless 动态控制缓存行为：

@Cacheable(value = "users", key = "#id", condition = "#id > 1000", unless = "#result.age < 18") public User getUser(Long id) { ... }

(2) 缓存同步

多线程环境下，使用 sync 参数同步缓存生成：

@Cacheable(value = "users", key = "#id", sync = true) public User getUser(Long id) { ... }

(3) 多级缓存

结合本地缓存与分布式缓存（如 Caffeine + Redis）：