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SpringBoot系列——使用Spring Cache和Redis实现查询数据缓存_spring.catch.redis

spring.catch.redis

文章目录

    • 1. 前言
    • 2. 缓存
      • 2.1 什么是缓存
      • 2.2 使用缓存的好处
      • 2.3 缓存的成本
      • 2.4 Spring Cache和Redis的优点
    • 3. Spring Cache基础知识
      • 3.1 Spring Cache的核心概念
      • 3.2 Spring Cache的注解
        • 3.2.1 SpEL表达式
        • 3.2.2 @Cacheable
        • 3.2.3 @CachePut
        • 3.2.4 @CacheEvict
    • 4. 实现查询数据缓存
      • 4.1 准备工作
      • 4.2 添加依赖
      • 4.3 修改配置文件
      • 4.4 配置缓存管理器
      • 4.5 使用Spring Cache注解
      • 4.6 测试
        • 4.6.1 查询测试
        • 4.6.2 更新、删除测试
    • 5. 总结

1. 前言

在现代应用程序中,查询缓存的使用已经变得越来越普遍。它不仅能够显著提高系统的性能,还能提升用户体验。缓存通过在内存中存储频繁访问的数据,减少对数据库或其他存储系统的访问,从而加快数据读取速度。在这篇文章中,我们将探讨缓存的基本概念、重要性以及如何使用Spring Cache和Redis实现查询数据缓存 。

2. 缓存

2.1 什么是缓存

缓存是一种临时存储机制,用于在内存中保存频繁访问的数据。它可以是硬件(如CPU缓存)或软件(如应用程序缓存)。缓存的主要目的是通过减少数据访问的延迟,提高系统的响应速度。以下是缓存的一些关键特性:

  • 临时性:缓存中的数据通常是临时的,会在一段时间后失效或被替换。
  • 快速访问:由于缓存数据存储在内存中,访问速度非常快。
  • 空间有限:缓存的存储空间通常有限,因此需要有效的管理策略,如LRU(最近最少使用)策略。

2.2 使用缓存的好处

  1. 提高性能:缓存可以显著减少数据读取的时间,因为内存访问速度比硬盘或网络存储快很多。
  2. 减轻数据库负载:缓存可以减少数据库的查询次数,从而减轻数据库的负载,提升整体系统的稳定性和可扩展性。
  3. 节省资源:通过减少对后端系统的访问,缓存可以帮助节省带宽和计算资源。
  4. 提高用户体验:快速的数据访问可以显著提升用户体验,特别是在需要频繁读取数据的应用场景中。

2.3 缓存的成本

  1. 内存消耗:缓存需要占用系统的内存资源,过多的缓存可能会影响其他应用程序的性能。
  2. 数据一致性:缓存中的数据可能会与数据库中的数据不一致,尤其是在数据频繁更新的场景中。需要设计有效的缓存失效策略来保证数据的一致性。
  3. 复杂性增加:引入缓存机制会增加系统的复杂性,需要处理缓存的管理、更新和失效等问题。
  4. 维护成本:缓存系统需要定期监控和维护,以确保其高效运行。

2.4 Spring Cache和Redis的优点

为了实现高效的数据缓存,Spring Boot提供了Spring Cache模块,而Redis则是一个强大的缓存数据库。结合使用Spring Cache和Redis,能够充分发挥二者的优点,实现高效的数据缓存。

  • Spring Cache的优点
    • 简化缓存操作:Spring Cache提供了一系列注解(如@Cacheable@CachePut@CacheEvict),简化了缓存的使用,使开发者能够专注于业务逻辑。
    • 灵活的缓存管理:Spring Cache支持多种缓存提供者(如EhCache、Hazelcast、Redis等),可以根据具体需求选择合适的缓存实现。
    • 透明的缓存机制:Spring Cache使得缓存操作对业务代码透明,开发者无需关心缓存的具体实现细节。
  • Redis的优点
    • 高性能:由于数据存储在内存中,Redis的读写速度非常快,能够处理每秒数百万级别的请求。
    • 丰富的数据结构:Redis支持多种数据结构,如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等,能够满足不同场景下的数据存储需求。
    • 持久化支持:虽然Redis主要用于内存存储,但它也提供了数据持久化的功能,可以将数据定期保存到磁盘,防止数据丢失。
    • 分布式支持:Redis支持主从复制、哨兵模式和集群模式,能够实现高可用性和数据的水平扩展。
    • 灵活的过期策略:Redis支持为每个键设置过期时间,自动删除过期数据,方便实现缓存失效策略。

3. Spring Cache基础知识

在Spring Boot中,Spring Cache提供了一套简洁且强大的缓存抽象机制,帮助开发者轻松地将缓存集成到应用程序中。以下是Spring Cache的一些核心概念和常用注解。

3.1 Spring Cache的核心概念

  1. CacheManager

    • 定义CacheManager是Spring Cache的核心接口,负责管理多个缓存实例。它是缓存操作的入口点,提供了获取和操作缓存实例的方法。
    • 实现:Spring提供了多种CacheManager实现,如ConcurrentMapCacheManagerEhCacheCacheManagerRedisCacheManager等。不同的实现适用于不同的缓存存储机制。
  2. Cache

    • 定义Cache是缓存的具体实现,负责存储和检索缓存数据。它提供了基本的缓存操作,如putgetevict等。
    • 实现:具体的Cache实现依赖于底层的缓存存储机制,如内存缓存、Redis缓存等。

3.2 Spring Cache的注解

3.2.1 SpEL表达式

因为Spring Cache使用SpEL表达式来动态生成缓存键,所以在学习Spring Cache的注解之前我们还要先简单了解一下SpEL表达式的语法,这部分可以先不看懂,在后面看注解的时候回来看即可。

SpEL表达式的语法类似于Java的表达式语法,支持以下几种操作:

  1. 字面量
    • 数字:1, 2.5
    • 字符串:'hello', "world"
    • 布尔值:true, false
    • 空值:null
  2. 属性和方法
    • 访问对象的属性:#user.name
    • 调用对象的方法:#user.getName()
  3. 运算符
    • 算术运算:+, -, *, /, %
    • 比较运算:==, !=, <, >, <=, >=
    • 逻辑运算:&&, ||, !
  4. 集合和数组
    • 访问集合元素:#users[0]
    • 集合操作:#users.size(), #users.isEmpty()
  5. 条件运算符
    • 三元运算符:condition ? trueValue : falseValue
    • Elvis运算符:expression ?: defaultValue
  6. 变量
    • 定义和使用变量:#variableName

接下来进入Spring Cache注解的学习:

3.2.2 @Cacheable
  • 作用@Cacheable注解用于标注需要缓存的方法。当该方法被调用时,Spring Cache会先检查缓存中是否存在对应的数据。如果存在,则直接返回缓存数据;如果不存在,则执行方法并将结果存入缓存。
  • 示例
    @RestController("/users")
    @RequiredArgsConstructor
    public class UserController {
    
        private final UserService userService;
        
        @Cacheable(value = "user", key = "#id")
        public User getUser(Long id) {
            // 获取用户的逻辑
            return userService.findById(id);
        }
    }
    
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  • 参数
    • value:指定缓存的名称。
    • key:指定缓存的键,可以使用SpEL表达式。
3.2.3 @CachePut
  • 作用@CachePut注解用于标注需要更新缓存的方法。即使缓存中已经存在数据,该方法仍然会执行,并将结果更新到缓存中。
  • 示例
    @RestController("/users")
    @RequiredArgsConstructor
    public class UserController {
    
        private final UserService userService;
        
        @CachePut(value = "user", key = "#user.id")
        public User updateUser(User user) {
            // 更新用户的逻辑
            return userService.save(user);
        }
    }
    
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  • 参数
    • value:指定缓存的名称。
    • key:指定缓存的键,可以使用SpEL表达式。
3.2.4 @CacheEvict
  • 作用@CacheEvict注解用于标注需要清除缓存的方法。当该方法被调用时,Spring Cache会清除对应的缓存数据。
  • 示例
    @RestController("/users")
    @RequiredArgsConstructor
    public class UserController {
    
        private final UserService userService;
        
        @CacheEvict(value = "user", key = "#id")
        public void deleteUser(Long id) {
            // 删除用户的逻辑
            userService.deleteById(id);
        }
    }
    
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  • 参数
    • value:指定缓存的名称。
    • key:指定缓存的键,可以使用SpEL表达式。
    • allEntries:如果设置为true,则清除缓存中的所有数据。

4. 实现查询数据缓存

4.1 准备工作

  1. Redis安装与配置:

这里可以自行查找文章进行安装和配置,网上优质文章很多

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