springBoot整合Redis（三、整合Spring Cache）

        缓存的框架太多了，各有各的优势，比如Redis、Memcached、Guava、Caffeine等等。
如果我们的程序想要使用缓存，就要与这些框架耦合。聪明的架构师已经在利用接口来降低耦合了，利用面向对象的抽象和多态的特性，做到业务代码与具体的框架分离。
        但我们仍然需要显式地在代码中去调用与缓存有关的接口和方法，在合适的时候插入数据到缓存里，在合适的时候从缓存中读取数据。
        想一想AOP的适用场景，这不就是天生就应该AOP去做的吗？
        是的，Spring Cache就是一个这个框架。它利用了AOP，实现了基于注解的缓存功能，并且进行了合理的抽象，业务代码不用关心底层是使用了什么缓存框架，只需要简单地加一个注解，就能实现缓存功能了。而且Spring Cache也提供了很多默认的配置，用户可以3秒钟就使用上一个很不错的缓存功能。

一、什么是Spring Boot Cache？

        Spring Cache本身是一个缓存体系的抽象实现，并没有具体的缓存能力，要使用Spring Cache还需要具体的缓存实现来完成。
        Spring Boot 集成了多种cache的实现，如果你没有在配置类中声明CacheManager或者CacheResolvoer，那么SpringBoot会按顺序在下面的实现类中寻找：

  • 每次调用需要缓存功能的方法时，Spring会检查检查指定参数的指定的目标方法是否已经被调用过；如果有就直接从缓存中获取方法调用后的结果，如果没有就调用方法并缓存结果后返回给用户。下次调用直接从缓存中获取。

  • 使用Spring缓存抽象时我们需要关注以下两点；

    1、确定方法需要被缓存以及他们的缓存策略

    2、从缓存中读取之前缓存存储的数据

二、简单使用SpringCache

        分为很简单的三步：加依赖，开启缓存，加缓存注解。

        1) 加依赖

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

        2 )开启缓存

        在启动类加上@EnableCaching注解即可开启使用缓存。

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class CachingApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(CachingApplication.class, args);
    }

}

        3)加缓存注解

        在要缓存的方法上面添加@Cacheable注解，即可缓存这个方法的返回值。

    @Cacheable(value = "emp" ,key = "targetClass + methodName +#p0")
    public List<NewJob> queryAll(User uid) {
        return newJobDao.findAllByUid(uid);
    }

        此处的value是必需的，它指定了你的缓存存放在哪块命名空间。

        此处的key是使用的spEL表达式，参考上章。这里有一个小坑，如果你把methodName换成method运行会报错，观察它们的返回类型，原因在于methodName是String而methoh是Method。

        此处的User实体类一定要实现序列化public class User implements Serializable，否则会报java.io.NotSerializableException异常。

        需要注意的是，调用加了@Cacheable 的方法，调用方法必须跟加了@Cacheable 的方法 在不同的类中，跟反向代理有关，不然不会生效。

三、SpringCache中的概念以及用法

      1) 相关概念：
名称解释
Cache缓存接口，定义缓存操作。实现有：RedisCache、EhCacheCache、ConcurrentMapCache等
CacheManager缓存管理器，管理各种缓存（cache）组件
@Cacheable主要针对方法配置，能够根据方法的请求参数对其进行缓存
@CacheEvict清空缓存
@CachePut保证方法被调用，又希望结果被缓存。
与@Cacheable区别在于是否每次都调用方法，常用于更新
@EnableCaching开启基于注解的缓存
keyGenerator缓存数据时key生成策略
serialize缓存数据时value序列化策略
@CacheConfig统一配置本类的缓存注解的属性

  CacheManager, Cache是接口 
 @Cacheable/@CachePut/@CacheEvict 是放在方法尚主要控制缓存的注解
 @EnableCaching 放在启动类上
 @CacheConfig 放在配置类上。
 

 
2)@Cacheable/@CachePut/@CacheEvict 主要的参数
名称解释
value缓存的名称，在 spring 配置文件中定义，必须指定至少一个
例如：
@Cacheable(value=”mycache”) 或者
@Cacheable(value={”cache1”,”cache2”}
key缓存的 key，可以为空，如果指定要按照 SpEL 表达式编写，
如果不指定，则缺省按照方法的所有参数进行组合
例如：
@Cacheable(value=”testcache”,key=”#id”)
condition缓存的条件，可以为空，使用 SpEL 编写，返回 true 或者 false，
只有为 true 才进行缓存/清除缓存
例如：@Cacheable(value=”testcache”,condition=”#userName.length()>2”)
unless否定缓存。当条件结果为TRUE时，就不会缓存。
@Cacheable(value=”testcache”,unless=”#userName.length()>2”)
allEntries
(@CacheEvict )		是否清空所有缓存内容，缺省为 false，如果指定为 true，
则方法调用后将立即清空所有缓存
例如：
@CachEvict(value=”testcache”,allEntries=true)
beforeInvocation
(@CacheEvict)		是否在方法执行前就清空，缺省为 false，如果指定为 true，
则在方法还没有执行的时候就清空缓存，缺省情况下，如果方法
执行抛出异常，则不会清空缓存
例如：
@CachEvict(value=”testcache”，beforeInvocation=true)

例如：

    @Cacheable(value = "DEMO:TEST" ,key = "#id")
    public Demo getDemo(Long id){
        System.out.println("序号"+id);
        return new Demo("1234455", LocalDateTime.now());
    }

当第一次调用时会进入方法，打印id:

 第二次调用时就不会调用方法，redis中就会多出一个key:

 我们生成的key就是 vaule + key中设置的值。但是此处目前有一个坑，就是生成的key在 value 与 key的衔接处是双引号。这个后面可以通过配置修改为单引号。

3) Spel表达式

一、spel语法

具体语法可以参考此篇博客：SpEL表达式总结 - 简书

二、SpringCache也提供了root对象，具体功能使用如下。

4) 使用spel表达式栗子

1、使用参数作为key：使用方法参数时我们可以直接使用“#参数名”或者“#p参数index”。

@Cacheable(value="users", key="#id")
     public User find(Integer id) {
         returnnull;
     }
     @Cacheable(value="users", key="#p0")
     public User find(Integer id) {
         returnnull;
     }
     @Cacheable(value="users", key="#user.id")
     public User find(User user) {
         returnnull;
     }
     @Cacheable(value="users", key="#p0.id")
     public User find(User user) {
         returnnull;
     }


2、当我们要使用root对象的属性作为key时我们也可以将“#root”省略，因为Spring默认使用的就是root对象的属性。如：

@Cacheable(value={"users", "xxx"}, key="caches[1].name")
     public User find(User user) {
         returnnull;
     }

如果要调用类里面的方法：

@Cacheable(value={"TeacherAnalysis_public_chart"}, key="#root.target.getDictTableName() + '_' + #root.target.getFieldName()")
     public List<Map<String, Object>> getChartList(Map<String, Object> paramMap) {
     }
     public String getDictTableName(){
         return "";
     }
     public String getFieldName(){
         return "";
     }


3、最好使用所有参数作为key，当然，也分情况。

@Cacheable(cacheNames = "c2",key = "#id")
    public User getUserById(Long id,String username){
        User user = new User();
        user.setId(id);
        return user;
    }
    @Test
    void testGetUserById() {
        User u1 = userService.getUserById(98L, "dong");
        User u2 = userService.getUserById(98L, "lisi");
    }

以参数id作为key会出现逻辑错误，当调用第一次getUserById方法时，存入key为id，值为dong，当调用第二次getUserById方法时，因为已经存入缓存id，所以不会进入第二次getUserById方法，所以lisi不能进入缓存

5) 自定义key生成器
@Component
public class MyKeyGenerate implements KeyGenerator {
        @Override
            public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
            return target.getClass().getSimpleName() + ":"
                    + method.getName() + ":"
                    + StringUtils.arrayToDelimitedString(params, ":");
        }
}

//将myKeyGenerate注入
@Cacheable(cacheNames = "test",keyGenerator = "myKeyGenerate")
    public User getUserById(Long id,String username){
        User user = new User();
        user.setId(id);
        user.setUsername(username);
        return user;
    }

这个要讲的不是很多，自定义key生成器内容比较简单，有兴趣可以自行再搜索一下。

6）condition

符合条件的情况下才缓存。方法返回的数据要不要缓存，可以做一个动态判断。


7）unless

否定缓存。当 unless 指定的条件为 true ，方法的返回值就不会被缓存。



一般用于结果不为空时判断  unless = "#result.data==null"

四、各个注解详解

在上面，已经把各个注解的公共属性抽了出来，这里只做一些注解的特有属性，当然，可能某些属性也是公有的。

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。

1、unless：条件符合则不缓存，是对出参进行判断

        unless属性可以使用#result表达式。效果: 缓存如果有符合要求的缓存数据则直接返回，没有则去数据库查数据，查到了就返回并且存在缓存一份，没查到就不存缓存。

condition 不指定相当于 true，unless 不指定相当于 false

　　　　当 condition = false，一定不会缓存；

　　　　当 condition = true，且 unless = true，不缓存；

　　　　当 condition = true，且 unless = false，缓存；
2、sync：是否使用异步，默认是false.

        在一个多线程的环境中，某些操作可能被相同的参数并发地调用，同一个 value 值可能被多次计算（或多次访问 db），这样就达不到缓存的目的。针对这些可能高并发的操作，我们可以使用 sync 参数来告诉底层的缓存提供者将缓存的入口锁住，这样就只能有一个线程计算操作的结果值，而其它线程需要等待。当值为true，相当于同步可以有效的避免缓存击穿的问题。

@Cacheable(value="user_cache",key="#userId", unless="#result == null")
public User getUserById(Long userId) {
 User user = userMapper.getUserById(userId);
 return user;
}

2）@CachePut

@CachePut注解的作用 主要针对方法配置，能够根据方法的请求参数对其结果进行缓存，和 @Cacheable 不同的是，它每次都会触发真实方法的调用 。简单来说就是用户更新缓存数据。但需要注意的是该注解的value 和 key 必须与要更新的缓存相同，也就是与@Cacheable 相同。示例：

    @CachePut(value = "emp", key = "targetClass + #p0")
    public NewJob updata(NewJob job) {
        NewJob newJob = newJobDao.findAllById(job.getId());
        newJob.updata(job);
        return job;
    }


    @Cacheable(value = "emp", key = "targetClass +#p0")//清空缓存
    public NewJob save(NewJob job) {
        newJobDao.save(job);
        return job;
    }

也就是说@Cacheable注解  是在调用方法之前去看看是否已经有了缓存 如果有缓存就不会执行方法，@CachePut注解  是不管有没有缓存 都先执行方法，然后将方法的结果更新缓存。

3) @CacheEvict：清空缓存

注解的方法在调用时会从缓存中移除已存储的数据。

@CacheEvict(value = "user_cache", key = "#id")
public void deleteUserById(Long id) {
         userMapper.deleteUserById(id);
}

1、allEntries：是否清空左右缓存。默认为false

当指定了allEntries为true时，Spring Cache将忽略指定的key

2、beforeInvocation：是否在方法执行前就清空，默认为 false

清除操作默认是在对应方法成功执行之后触发的，即方法如果因为抛出异常而未能成功返回时也不会触发清除操作。使用beforeInvocation可以改变触发清除操作的时间，当我们指定该属性值为true时，Spring会在调用该方法之前清除缓存中的指定元素。

4）@Caching：

        可以让我们在一个方法或者类上同时指定多个Spring Cache相关的注解

1、其拥有三个属性：cacheable、put和evict，分别用于指定@Cacheable、@CachePut和@CacheEvict。

    @Caching(
            cacheable = {@Cacheable(value = "stu",key = "#userName")},
            put = {@CachePut(value = "stu", key = "#result.id"),
                    @CachePut(value = "stu", key = "#result.age")
            }
    )
    public Student getStuByStr(String userName) {
        StudentExample studentExample = new StudentExample();
        studentExample.createCriteria().andUserNameEqualTo(userName);
        List<Student> students = studentMapper.selectByExample(studentExample);
        return Optional.ofNullable(students).orElse(null).get(0);
}

5）配置@CacheConfig#

当我们需要缓存的地方越来越多，你可以使用@CacheConfig(cacheNames = {"myCache"})注解来统一指定value的值，这时可省略value，如果你在你的方法依旧写上了value，那么依然以方法的value值为准。

使用方法如下：

@CacheConfig(cacheNames = {"myCache"})
public class BotRelationServiceImpl implements BotRelationService {

@Override
@Cacheable(key = "targetClass + methodName +#p0")//此处没写value
public List<BotRelation> findAllLimit(int num) {

    return botRelationRepository.findAllLimit(num);

    }
.....
}

五、自定义过期时间

       关于自定义配置如果需要理解，需要简单得了解一下源码，这里就不做详细讲解了，大概说一下如何。

        首先要实现 RedisCacheManager 接口，创建实现类。自定义RedisCache。如下所示：

public class PlusCacheManager extends RedisCacheManager {

    public PlusCacheManager(RedisCacheWriter cacheWriter, RedisCacheConfiguration defaultCacheConfiguration) {
        super(cacheWriter, defaultCacheConfiguration);
    }

    @Override
    protected RedisCache createRedisCache(String name, RedisCacheConfiguration cacheConfig) {
        String[] array = StringUtils.delimitedListToStringArray(name, "#");
        name = array[0];
        if (array.length > 1) {
            long ttl = Long.parseLong(array[1]);
            cacheConfig = cacheConfig.entryTtl(Duration.ofSeconds(ttl));
        }
        return super.createRedisCache(name, cacheConfig);
    }
}

        大概讲解一下，这个重写得 createRedisCache 方法，就是自定义实现 RedisCache 的方法， name 就是  @Cacheable 中 value的值。所以这个方法可以起到过虑 name 作用
        例如：  @Cacheable(value = "name#3600" ,keyGenerator = "myKeyGenerate")

        这个value 值是：name#3600 ， 上面的方法可以将name 用 ’#‘ 分割，如果 '#'  后面有值，就可以将 ’#‘ 后面的值设置进入缓存时间中。

        另外还需要增加一个配置类，用于自定义RedisCacheManager，如下所示，就可以简单的解决自定义key的时间问题。还有key键中的双引号问题。

    @Bean
    @Primary
    public PlusCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                // 60s缓存失效
                .entryTtl(Duration.ofSeconds(60))
                // 设置key的序列化方式
                .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(keySerializer()))
                // 设置value的序列化方式
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(valueSerializer()))
                .computePrefixWith((name) -> RedisKeyConstants.CACHE + name + StrUtil.COLON)
                // 不缓存null值
                .disableCachingNullValues();

        PlusCacheManager plusCacheManager = new PlusCacheManager(RedisCacheWriter.nonLockingRedisCacheWriter(connectionFactory), config);
        log.info("自定义RedisCacheManager加载完成");
        return plusCacheManager;
    }

    // key键序列化方式
    private RedisSerializer<String> keySerializer() {

        return new StringRedisSerializer();
    }

    // value值序列化方式
    private GenericJackson2JsonRedisSerializer valueSerializer(){
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        // 反序列化时候遇到不匹配的属性并不抛出异常
        objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);
        // 序列化时候遇到空对象不抛出异常
        objectMapper.configure(SerializationFeature.FAIL_ON_EMPTY_BEANS, false);
        // 反序列化的时候如果是无效子类型,不抛出异常
        objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_INVALID_SUBTYPE, false);
        // 不使用默认的dateTime进行序列化,
        objectMapper.configure(SerializationFeature.WRITE_DATE_KEYS_AS_TIMESTAMPS, false);
        // 使用JSR310提供的序列化类,里面包含了大量的JDK8时间序列化类
        objectMapper.registerModule(new JavaTimeModule());
        // 启用反序列化所需的类型信息,在属性中添加@class
        objectMapper.activateDefaultTyping(LaissezFaireSubTypeValidator.instance, ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL,
                JsonTypeInfo.As.PROPERTY);
        // 配置null值的序列化器
        GenericJackson2JsonRedisSerializer.registerNullValueSerializer(objectMapper, null);
        return new GenericJackson2JsonRedisSerializer(objectMapper);
    }

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