RuoYi-Vue-Plus （SpringCache、CacheManager、@Cacheable、缓存雪崩、击穿、穿透）

一、概述

1、SpringCache是Spring提供的一个缓存框架，在Spring3.1版本开始支持将缓存添加到现有的spring应用程序中，在4.1开始，缓存已支持JSR-107注释和更多自定义的选项。

2、SpringCache利用了AOP，实现了基于注解的缓存功能，只需要简单地加一个注解，就能实现缓存功能了，做到了对代码侵入性做小。

3、SpringCache框架还提供了CacheManager接口，可以实现降低对各种缓存框架的耦合。它不是具体的缓存实现，它只提供一整套的接口和代码规范、配置、注解等，用于整合各种缓存方案，比如Caffeine、Guava Cache、Ehcache。

二、SpringCache概念

接口：

1、Cache接口:缓存接口，定义缓存操作。实现有如RedisCache、EhCacheCache、ConcurrentMapCache等

2、cacheResolver：指定获取解析器

3、CacheManager：缓存管理器，管理各种缓存（Cache）组件；如：RedisCacheManager，使用redis作为缓存。指定缓存管理器

注解：

1- @Cacheable：在方法执行前查看是否有缓存对应的数据，如果有直接返回数据，如果没有调用方法获取数据返回，并缓存起来。

2- @CacheEvict：将一条或多条数据从缓存中删除。

3- @CachePut：将方法的返回值放到缓存中

4- @EnableCaching：开启缓存注解功能

5- @Caching：组合多个缓存注解；

6- @CacheConfig：统一配置@Cacheable中的value值

三、spring缓存整合redis

RedisConfig 
类路径： com.ruoyi.framework.config.RedisConfig

1- spring 自动管理缓存机制
@EnableCaching //开启spring缓存，提升性能

@Slf4j
@Configuration
@EnableCaching //1- spring 自动管理缓存机制 ，，提升性能
@EnableConfigurationProperties(RedissonProperties.class)
public class RedisConfig {

2- 整合自定义缓存管理器

 /*** 2-自定义缓存管理器 整合spring-cache*/@Beanpublic CacheManager cacheManager() {return new PlusSpringCacheManager();}

自定义管理器：PlusSpringCacheManager，实现CacheManager 接口，基于redssion操作缓存

/*** Copyright (c) 2013-2021 Nikita Koksharov** Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");* you may not use this file except in compliance with the License.* You may obtain a copy of the License at**    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0** Unless required by applicable law or agreed to in writing, software* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.* See the License for the specific language governing permissions and* limitations under the License.*/
package com.ruoyi.framework.manager;import com.ruoyi.common.utils.redis.RedisUtils;
import org.redisson.api.RMap;
import org.redisson.api.RMapCache;
import org.redisson.spring.cache.CacheConfig;
import org.redisson.spring.cache.RedissonCache;
import org.springframework.boot.convert.DurationStyle;
import org.springframework.cache.Cache;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.transaction.TransactionAwareCacheDecorator;
import org.springframework.util.StringUtils;import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;/*** A {@link org.springframework.cache.CacheManager} implementation* backed by Redisson instance.* <p>* 修改 RedissonSpringCacheManager 源码* 重写 cacheName 处理方法 支持多参数** @author Nikita Koksharov**/
@SuppressWarnings("unchecked")
public class PlusSpringCacheManager implements CacheManager {//是否自动配置nameprivate boolean dynamic = true;//是否允许nullprivate boolean allowNullValues = true;//事务提交之后执行private boolean transactionAware = true;// 常用缓存配置 ttl;  maxIdleTime; maxSize; 等Map<String, CacheConfig> configMap = new ConcurrentHashMap<>();// 缓存实例ConcurrentMap<String, Cache> instanceMap = new ConcurrentHashMap<>();/*** Creates CacheManager supplied by Redisson instance*/public PlusSpringCacheManager() {}/*** Defines possibility of storing {@code null} values.* <p>* Default is <code>true</code>** @param allowNullValues stores if <code>true</code>*/public void setAllowNullValues(boolean allowNullValues) {this.allowNullValues = allowNullValues;}/*** Defines if cache aware of Spring-managed transactions.* If {@code true} put/evict operations are executed only for successful transaction in after-commit phase.* <p>* Default is <code>false</code>** @param transactionAware cache is transaction aware if <code>true</code>*/public void setTransactionAware(boolean transactionAware) {this.transactionAware = transactionAware;}/*** Defines 'fixed' cache names.* A new cache instance will not be created in dynamic for non-defined names.* <p>* `null` parameter setups dynamic mode** @param names of caches*/public void setCacheNames(Collection<String> names) {if (names != null) {for (String name : names) {getCache(name);}dynamic = false;} else {dynamic = true;}}/*** Set cache config mapped by cache name** @param config object*/public void setConfig(Map<String, ? extends CacheConfig> config) {this.configMap = (Map<String, CacheConfig>) config;}protected CacheConfig createDefaultConfig() {return new CacheConfig();}@Overridepublic Cache getCache(String name) {// 重写 cacheName 支持多参数/*** 演示案例   ：  String DEMO_CACHE = "demo:cache#60s#10m#20";*/String[] array = StringUtils.delimitedListToStringArray(name, "#");name = array[0];Cache cache = instanceMap.get(name);if (cache != null) {return cache;}//2- dynamic=false 不会动态生成if (!dynamic) {//return cache;return null;}CacheConfig config = configMap.get(name);if (config == null) {config = createDefaultConfig();configMap.put(name, config);}//setTTLif (array.length > 1) {config.setTTL(DurationStyle.detectAndParse(array[1]).toMillis());}//setMaxIdleTimeif (array.length > 2) {config.setMaxIdleTime(DurationStyle.detectAndParse(array[2]).toMillis());}//setMaxSizeif (array.length > 3) {config.setMaxSize(Integer.parseInt(array[3]));}if (config.getMaxIdleTime() == 0 && config.getTTL() == 0 && config.getMaxSize() == 0) {return createMap(name, config);}return createMapCache(name, config);}private Cache createMap(String name, CacheConfig config) {//1-获取缓存RMap<Object, Object> map = RedisUtils.getClient().getMap(name);//2-没有过期时间传2个参数Cache cache = new RedissonCache(map, allowNullValues);// 3-事务提交 之后执行if (transactionAware) {cache = new TransactionAwareCacheDecorator(cache);}//4-不存在就添加Cache oldCache = instanceMap.putIfAbsent(name, cache);if (oldCache != null) {cache = oldCache;}return cache;}private Cache createMapCache(String name, CacheConfig config) {//1-获取缓存RMapCache<Object, Object> map = RedisUtils.getClient().getMapCache(name);//2-有过期时间传3个参数 ，config 里面有  ttl、maxIdleTime、maxSizeCache cache = new RedissonCache(map, config, allowNullValues);// 3-事务提交 之后执行if (transactionAware) {cache = new TransactionAwareCacheDecorator(cache);}//4-不存在就添加Cache oldCache = instanceMap.putIfAbsent(name, cache);if (oldCache != null) {cache = oldCache;} else {map.setMaxSize(config.getMaxSize());}return cache;}//返回不可修改的集合@Overridepublic Collection<String> getCacheNames() {return Collections.unmodifiableSet(configMap.keySet());}}

3-@Cacheable

以下Cacheable几个属性分别演示了如何使用：（支持SPEL表达式）

cacheNames
key
sync
condition
sync

/*** <简述>cacheNames： 指定名称 可以是数组*        key： 支持spel表达式，可以获取参数* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @param pageQuery* @return java.lang.String*/@Cacheable(cacheNames = "cache1", key = "#id + '_cache' + #pageQuery.pageNum")@GetMapping("test1")public  String test1(String id, PageQuery pageQuery){return "ok";}/*** <简述> condition :符合条件进行缓存*        #id != null ：表示传入 id不为空才会缓存进入redis，id为空则不缓存* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@Cacheable(cacheNames = "cache2", key = "#id + '_cache'" , condition = "#id != null")@GetMapping("test2")public  String test2(String id){return "ok";}/*** <简述> unless 符合条件不缓存*        #result == null ：接口返回结果为空则不进行缓存* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@Cacheable(cacheNames = "cache3", key = "#id + '_cache'" , unless = "#result == null")@GetMapping("test3")public  String test3(String id){return null;}/*** <简述> sync = true*       同步阻塞：同时进来多个请求， 等待前面调用返回并缓存，才能回进入下个请求*       作用：防止缓存积存* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@Cacheable(cacheNames = "cache4", key = "#id + '_cache'", sync = true)@GetMapping("test4")public  String test4(String id){return null;}/*** <简述> 获取类中参数*         比较繁琐，一般是在实现类中传递登录参数，用spel获取* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @return java.lang.String*/@Cacheable(cacheNames = "cache5", key = "T(com.ruoyi.common.helper.LoginHelper).getLoginUser().getLoginId()")@GetMapping("test5")public  String test5(){LoginUser loginUser = LoginHelper.getLoginUser();return "ok";}

4- @CachePut

缓存更新

执行该方法，并将执行结果以键值对的形式存入指定的缓存中。

  /*** <简述> 结果不为空进行更新* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@CachePut(cacheNames = "cache2", key = "#id + '_cache'" , condition = "#result != null")@GetMapping("test2")public  String test2(String id){boolean flag = doUpdate();return flag  ? "ok" : null;}

5- @CacheEvict

缓存删除

执行该方法，并将缓存中结果删除。

allEntries  删除所有cacheNames = "cache4"，下面缓存

beforeInvocation  默认false，方法执行之后有异常不执行。true：方法执行之后有异常，也执行

  /*** <简述> 删除缓存* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@CacheEvict(cacheNames = "cache4", key = "#id + '_cache'")@GetMapping("test7")public  String test7(String id){boolean flag = doDelete();return flag  ? "ok" : null;}/*** <简述> 删除所有缓存* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@CacheEvict(cacheNames = "cache4", allEntries = true)@GetMapping("test8")public  String test8(String id){return null;}/*** <简述> beforeInvocation 无论是否有异常都执行操作* @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@CacheEvict(cacheNames = "cache4", beforeInvocation = true)@GetMapping("test9")public  String test9(String id){return null;}

6-@Caching：

指定多个Spring Cache相关的注解

三个属性：cacheable、put和evict，分别用于指定@Cacheable、@CachePut和@CacheEvict。

    @Caching(cacheable = {@Cacheable(value = "uer1",key = "#userName")},put = {@CachePut(value = "uer1", key = "#result.id"),@CachePut(value = "uer1", key = "#result.age")})public User getStuByStr(String userName) {List<User> users= listMapper.selectByList(studentExample);return Optional.ofNullable(users).orElse(null).get(0);}

四、若依框架中缓存使用（自定义SpringCache 源码解读）、

CacheNames 缓存名称配置类：
类位置：com.ruoyi.common.constant.CacheNames
key 格式为： cacheNames#ttl#maxIdleTime#maxSize
/*** 缓存组名称常量* <p>* key 格式为 cacheNames#ttl#maxIdleTime#maxSize* <p>* ttl 过期时间 如果设置为0则不过期 默认为0* maxIdleTime 最大空闲时间 根据LRU算法清理空闲数据 如果设置为0则不检测 默认为0   （超过maxIdleTime LRU算法自动清理）* maxSize 组最大长度 根据LRU算法清理溢出数据 如果设置为0则无限长 默认为0* <p>* 例子: test#60s、test#0#60s、test#0#1m#1000、test#1h#0#500*/

PlusSpringCacheManager 实现 CacheManager 接口，重写 getCache 方法，
就是配置了：ttl、maxIdleTime、maxSize 三个参数吗，如下：

@Overridepublic Cache getCache(String name) {// 重写 cacheName 支持多参数/*** 1-演示案例   ：  String DEMO_CACHE = "demo:cache#60s#10m#20";*/String[] array = StringUtils.delimitedListToStringArray(name, "#");name = array[0];Cache cache = instanceMap.get(name);if (cache != null) {return cache;}//2- dynamic=false 不会动态生成if (!dynamic) {//return cache;return null;}CacheConfig config = configMap.get(name);if (config == null) {config = createDefaultConfig();configMap.put(name, config);}//setTTLif (array.length > 1) {config.setTTL(DurationStyle.detectAndParse(array[1]).toMillis());}//setMaxIdleTimeif (array.length > 2) {config.setMaxIdleTime(DurationStyle.detectAndParse(array[2]).toMillis());}//setMaxSizeif (array.length > 3) {config.setMaxSize(Integer.parseInt(array[3]));}if (config.getMaxIdleTime() == 0 && config.getTTL() == 0 && config.getMaxSize() == 0) {return createMap(name, config);}return createMapCache(name, config);}

重点：下面就是PlusSpringCacheManager ，操作缓存的地方

上面调用了：createMap、createMapCache 2个方法对比:

1-逻辑：

createMapCache 多了个 setMaxSize判断，其他都一样
else {map.setMaxSize(config.getMaxSize());}
2- 返回类型

createMap 返回 RMap

createMapCache 返回 RMapCache

对比： RMapCache 继承了 RMap 多了对于ttl、maxIdleTime、maxSize 的配置

相同：都是基于redisson，缓存到redis

private Cache createMap(String name, CacheConfig config) {//1-获取缓存RMap<Object, Object> map = RedisUtils.getClient().getMap(name);//2-没有过期时间传2个参数Cache cache = new RedissonCache(map, allowNullValues);// 3-事务提交 之后执行if (transactionAware) {cache = new TransactionAwareCacheDecorator(cache);}//4-不存在就添加Cache oldCache = instanceMap.putIfAbsent(name, cache);if (oldCache != null) {cache = oldCache;}return cache;}private Cache createMapCache(String name, CacheConfig config) {//1-获取缓存RMapCache<Object, Object> map = RedisUtils.getClient().getMapCache(name);//2-有过期时间传3个参数 ，config 里面有  ttl、maxIdleTime、maxSizeCache cache = new RedissonCache(map, config, allowNullValues);// 3-事务提交 之后执行if (transactionAware) {cache = new TransactionAwareCacheDecorator(cache);}//4-不存在就添加Cache oldCache = instanceMap.putIfAbsent(name, cache);if (oldCache != null) {cache = oldCache;} else {map.setMaxSize(config.getMaxSize());}return cache;}

上面 TransactionAwareCacheDecorator：

所执行的put操作，是在事务提交之后执行

 public void put(final Object key, @Nullable final Object value) {if (TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) {TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronization() {public void afterCommit() {TransactionAwareCacheDecorator.this.targetCache.put(key, value);}});} else {this.targetCache.put(key, value);}}

五、缓存工具类

private static final CacheManager CACHE_MANAGER = SpringUtils.getBean(CacheManager.class);主要是获取 CacheManager 接口，提供对缓存CRUD操作 ：

public interface CacheManager {@NullableCache getCache(String name);Collection<String> getCacheNames();
}

package com.ruoyi.common.utils.redis;import com.ruoyi.common.utils.spring.SpringUtils;
import lombok.AccessLevel;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.redisson.api.RMap;
import org.springframework.cache.Cache;
import org.springframework.cache.CacheManager;import java.util.Set;/*** 缓存操作工具类 {@link }** @author Michelle.Chung* @date 2022/8/13*/
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PRIVATE)
@SuppressWarnings(value = {"unchecked"})
public class CacheUtils {private static final CacheManager CACHE_MANAGER = SpringUtils.getBean(CacheManager.class);/*** 获取缓存组内所有的KEY** @param cacheNames 缓存组名称*/public static Set<Object> keys(String cacheNames) {RMap<Object, Object> rmap = (RMap<Object, Object>) CACHE_MANAGER.getCache(cacheNames).getNativeCache();return rmap.keySet();}/*** 获取缓存值** @param cacheNames 缓存组名称* @param key        缓存key*/public static <T> T get(String cacheNames, Object key) {Cache.ValueWrapper wrapper = CACHE_MANAGER.getCache(cacheNames).get(key);return wrapper != null ? (T) wrapper.get() : null;}/*** 保存缓存值** @param cacheNames 缓存组名称* @param key        缓存key* @param value      缓存值*/public static void put(String cacheNames, Object key, Object value) {CACHE_MANAGER.getCache(cacheNames).put(key, value);}/*** 删除缓存值** @param cacheNames 缓存组名称* @param key        缓存key*/public static void evict(String cacheNames, Object key) {CACHE_MANAGER.getCache(cacheNames).evict(key);}/*** 清空缓存值** @param cacheNames 缓存组名称*/public static void clear(String cacheNames) {CACHE_MANAGER.getCache(cacheNames).clear();}}

六、缓存雪崩

概念：

缓存集中过期失效（大量key失效）。所有请求直接查询数据库了，而对数据库造成巨大压力，严重可能的会导致数据库宕机。从而形成一系列连锁反应，造成整个系统崩溃。

解决：

1、实现Redis的高可用、改为主从+哨兵集群模式
2、允许的话，也可以设置热点数据不过期（或者不同业务设置不同过期时间 例子: test#60s、test#0#60s、test#0#1m#1000、test#1h#0#500）
3、开启Redis的RDB+AOF组合持久化策略，以便快速恢复

七、缓存击穿

概念：

缓存击穿指的是热点key在某个特殊的场景时间内恰好失效了，恰好有大量并发请求过来了，导致大量的请求都打到数据库上，造成数据库极大的压力，这就是缓存击穿问题。

对比缓存雪崩：

雪崩大量key失效，击穿某几个热点key失效

解决：

互斥锁方案，保证同一时间只有一个业务线程去数据库获取数据填充到Redis中，更新缓存，未能获取互斥锁的请求，需要等待锁释放后重新读取缓存。获取成功，直接返回结果；获取失败，则再次尝试获取锁，重复上述流程。

若依框架中的实现：简单举例

sync = true 同步阻塞：同时进来多个请求，等待前面调用返回并缓存，才能回进入下个请求

   /*** <简述> sync = true*       同步阻塞：同时进来多个请求， 等待前面调用返回并缓存，才能回进入下个请求*   * @author syf* @date 2024/5/7 11:03* @param id* @return java.lang.String*/@Cacheable(cacheNames = "cache4", key = "#id + '_cache'", sync = true)@GetMapping("test4")public  String test4(String id){return null;}