springboot cache

springboot cache 简要介绍

Spring 对缓存提供支持，核心思路是对方法的参数和返回值的缓存，当开发者调用一个方法时，将方法的参数和返回值作为key/value缓存起来，当再次调用该方法时，如果缓存中有数据，就直接从缓存中获取，否则再去执行该方法。但是，Spring中并未提供缓存的具体实现，而是提供了一套缓存API，开发者可以自由选择缓存的实现。因此无论使用哪种缓存具体实现，不同的只是缓存配置，开发者使用的缓存注解是一致的。

Spring Boot Cache 是 Spring Framework 提供的一个缓存抽象层，旨在简化缓存的使用。它通过注解和配置来管理缓存，从而提高应用程序的性能。以下是 Spring Boot Cache 的一些关键点：

缓存抽象：Spring 提供了一套统一的缓存抽象，支持多种缓存实现，如 EhCache、Caffeine、Redis 等。开发者可以通过简单的配置切换不同的缓存实现。
注解驱动：Spring Boot Cache 主要通过注解来实现缓存功能，包括：
- @Cacheable：用于标记方法，表示该方法的返回结果可以被缓存。
- @CachePut：用于更新缓存。
- @CacheEvict：用于移除缓存。
- @Caching：用于组合多个缓存操作。
自动配置：Spring Boot 提供了自动配置功能，可以根据类路径中的缓存库自动配置缓存管理器。
缓存管理器：Spring Boot Cache 使用 CacheManager 来管理缓存实例。开发者可以自定义 CacheManager 来满足特定需求。
灵活性：Spring Boot Cache 提供了灵活的配置选项，可以通过属性文件或 Java 配置类进行配置。

通过使用 Spring Boot Cache，开发者可以轻松地将缓存集成到应用程序中，从而提高性能和响应速度。

springboot 本地缓存

在 Spring Boot 中，本地缓存通常是指在应用程序的内存中存储数据，以便快速访问。常用的本地缓存实现包括 Caffeine 和 EhCache。以下是如何在 Spring Boot 中配置和使用本地缓存的简要步骤：

1. 添加依赖

首先，在 pom.xml 文件中添加缓存库的依赖。例如，使用 Caffeine 缓存：

<dependency><groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId><artifactId>caffeine</artifactId><version>3.0.5</version>
</dependency>

2. 启用缓存

在 Spring Boot 应用程序的主类上添加 @EnableCaching 注解，以启用缓存支持。

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

3. 配置缓存

在 application.properties 或 application.yml 中配置缓存属性。例如，使用 Caffeine 缓存：

spring:cache:type: caffeinecaffeine:spec: maximumSize=500,expireAfterAccess=600s

4. 使用缓存注解

在需要缓存的方法上使用缓存注解，例如 @Cacheable、@CachePut 和 @CacheEvict。

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class MyService {@Cacheable("items")public Item getItemById(Long id) {// 模拟耗时操作return findItemById(id);}private Item findItemById(Long id) {// 实际的数据获取逻辑return new Item(id, "ItemName");}
}

5. 自定义缓存管理器（可选）

如果需要自定义缓存行为，可以定义一个 CacheManager Bean。

import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.caffeine.CaffeineCacheManager;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class CacheConfig {@Beanpublic CacheManager cacheManager() {CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager("items");cacheManager.setCaffeine(Caffeine.newBuilder().maximumSize(500).expireAfterAccess(600, java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS));return cacheManager;}
}

通过这些步骤，你可以在 Spring Boot 应用程序中有效地使用本地缓存来提高性能。

springboot 分布式缓存

在 Spring Boot 中，Redis 是一种常用的分布式缓存解决方案。它提供了高性能、持久化和跨多个实例共享缓存数据的能力，非常适合分布式系统。以下是如何在 Spring Boot 中配置和使用 Redis 作为分布式缓存的步骤：

1. 添加依赖

在 pom.xml 文件中添加 Spring Boot Redis 依赖：

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

2. 启用缓存

在 Spring Boot 应用程序的主类上添加 @EnableCaching 注解，以启用缓存支持。

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

3. 配置 Redis

在 application.properties 或 application.yml 中配置 Redis 连接属性。确保 Redis 服务器可以被所有应用实例访问。

spring:redis:host: your-redis-hostport: 6379password: your-redis-password # 如果有密码保护

4. 使用缓存注解

在需要缓存的方法上使用缓存注解，例如 @Cacheable、@CachePut 和 @CacheEvict。

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class MyService {@Cacheable("items")public Item getItemById(Long id) {// 模拟耗时操作return findItemById(id);}private Item findItemById(Long id) {// 实际的数据获取逻辑return new Item(id, "ItemName");}
}

5. 自定义 Redis 缓存管理器（可选）

如果需要自定义 Redis 缓存行为，可以定义一个 RedisCacheManager Bean。

import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.cache.redis.RedisCacheManager;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();template.setConnectionFactory(connectionFactory);template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());template.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());return template;}@Beanpublic CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {RedisCacheManager.RedisCacheManagerBuilder builder = RedisCacheManager.RedisCacheManagerBuilder.fromConnectionFactory(connectionFactory);return builder.build();}
}

6. 部署和测试

确保 Redis 服务器在所有应用实例之间可访问，并在分布式环境中测试缓存功能。通过 Redis，缓存数据可以在多个应用实例之间共享，从而提高系统的性能和可扩展性。

通过这些步骤，你可以在 Spring Boot 应用程序中有效地使用 Redis 作为分布式缓存解决方案。

跨多个实例共享缓存数据

跨多个实例共享缓存数据是指在分布式系统中，多个应用实例能够访问和使用相同的缓存数据。这样可以提高系统的性能和一致性。以下是一个具体的例子来说明这一概念：

示例场景：电商网站

假设你有一个电商网站，它运行在多个服务器实例上，以处理大量的用户请求。每个服务器实例都运行相同的应用程序代码，并且需要访问相同的数据，比如产品信息、库存状态等。

问题

高并发访问：当用户访问产品页面时，系统需要从数据库中获取产品信息。如果每个实例都直接访问数据库，可能会导致数据库负载过高，影响性能。
数据一致性：如果某个实例更新了产品信息（例如库存减少），其他实例也需要及时获取到最新的数据。

解决方案：使用 Redis 共享缓存

部署 Redis 服务器：在网络中部署一个 Redis 服务器，作为集中式缓存存储。
配置应用实例：所有应用实例都配置连接到同一个 Redis 服务器。
缓存产品信息：
- 当用户请求产品信息时，首先检查 Redis 缓存中是否存在该信息。
- 如果缓存中存在，则直接返回缓存数据，避免访问数据库。
- 如果缓存中不存在，则从数据库中获取数据，并将其存储到 Redis 中，以便后续请求使用。
更新缓存：
- 当产品信息发生变化时（例如库存更新），应用实例会更新 Redis 中的缓存数据。
- 这样，所有实例在下次请求时都能获取到最新的产品信息。