Spring Cache和EhCache实现缓存管理方式

2024-04-02 19:55

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1、认识 Spring Cache

Spring Cache是Spring提供的一整套缓存解决方案。它本身并不提供缓存实现，而是提供统一的接口和代码规范、配置、注解等，以便整合各种Cache方案，使用户不用关心Cache的细节。

Spring支持“透明”地向应用程序添加缓存，将缓存应用于方法，在方法执行前检查缓存中是否有可用的数据。这样可以减少方法执行的次数，同时提高响应的速度。缓存的应用方式“透明”，不会对调用者造成任何干扰。只要通过注解@EnableCaching启用了缓存支持，Spring Boot就会自动处理好缓存的基础配置。

Spring Cache作用在方法上。当调用一个缓存方法时，会把该方法参数和返回结果作为一个“键值对”（key / value）存放在缓存中，下次用同样的参数来调用该方法时将不再执行该方法，而是直接从缓存中获取结果进行返回。所以在使用Spring Cache时，要保证在缓存的方法和方法参数相同时返回相同的结果。

Spring Boot提供的声明式缓存（cache）注解，如下表：

注解	说明
@EnableCaching	开启缓存。
@Cacheable	可以作用在类和方法上，以键值对的方式缓存类或方法的返回值。
@CachePut	方法被调用，然后结果被缓存。
@CacheEvict	清空缓存。
@Caching	用来组合多个注解标签。

2、认识 EhCache

Spring Boot支持多种不同的缓存产品。在默认情况下使用的是简单缓存，不建议在正式环境中使用。我们可以配置一些更加强大的缓存，比如Ehcache。

Ehcache是一种广泛使用的开源Java分布式缓存，它具有内存和磁盘存储、缓存加载器、缓存扩展、缓存异常处理、GZIP缓存、Servlet 过滤器，以及支持 REST 和 SOAP API 等特点。

3、创建SpringBoot与MyBatis的整合项目

【实例】创建SpringBoot与MyBatis的整合项目，实现用户信息的查询、新增、修改、删除功能。并使用 Spring Cache 和 EhCache 实现缓存管理，执行结果如下图：

3.1 创建数据表

在MySQL数据库中创建用户信息表（tb_user），并添加数据。


-- 判断数据表是否存在，存在则删除
DROP TABLE IF EXISTS tb_user;
 
-- 创建“用户信息”数据表
CREATE TABLE IF NOT EXISTS tb_user
( 
	user_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '用户编号',
	user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户姓名',
	age INT DEFAULT(0) NOT NULL COMMENT '年龄',
	blog_url VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '博客地址',
	blog_remark VARCHAR(50) COMMENT '博客信息'
) COMMENT = '用户信息表';
 
-- 添加数据
INSERT INTO tb_user(user_name,age,blog_url,blog_remark) VALUES('pan_junbiao的博客',32,'https://blog.csdn.net/pan_junbiao','您好，欢迎访问 pan_junbiao的博客');

3.2 创建项目

（1）创建SpringBoot项目，项目结构如下图：

（2）添加pom.xml配置信息

在pom.xml配置文件中添加MyBatis、 MySQL的JDBC数据库驱动、Spring Boot 缓存支持启动器、Ehcache 缓存等。


<!-- MyBatis与SpringBoot整合依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.1.3</version>
</dependency>
 
<!-- MySQL的JDBC数据库驱动 -->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.20</version>
</dependency>
 
<!-- 引入Thymeleaf模板引擎 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
</dependency>
 
<!-- Spring Boot缓存支持启动器 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
    <version>2.3.2.RELEASE</version>
</dependency>
 
<!-- Ehcache缓存管理器 -->
<dependency>
    <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
    <artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>

（3）配置相关信息

将默认的application.properties文件的后缀修改为“.yml”，即配置文件名称为：application.yml，并配置以下信息：


#Spring配置
spring:
  #缓存管理器
  cache:
    type: ehcache
    ehcache:
      config: classpath:ehcache.xml #缓存加载配置文件
  #使用Thymeleaf模板引擎
  thymeleaf:
    mode: HTML5
    encoding: UTF-8
    cache: false  #使用Thymeleaf模板引擎，关闭缓存
    servlet:
      content-type: text/html
  #DataSource数据源
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/db_admin?useSSL=false&amp
    username: root
    password: 123456
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
 
#MyBatis配置
mybatis:
  type-aliases-package: com.pjb.entity #别名定义
  configuration:
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl #指定 MyBatis 所用日志的具体实现，未指定时将自动查找
    map-underscore-to-camel-case: true #开启自动驼峰命名规则（camel case）映射
    lazy-loading-enabled: true #开启延时加载开关
    aggressive-lazy-loading: false #将积极加载改为消极加载（即按需加载）,默认值就是false
    #lazy-load-trigger-methods: "" #阻挡不相干的操作触发，实现懒加载
    cache-enabled: true #打开全局缓存开关（二级环境），默认值就是true

4、配置EhCache缓存管理器

4.1 创建 ehcache.xml 配置文件

在 resources （资源目录）下，创建 ehcache.xml 配置文件，配置信息如下：


<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="../config/ehcache.xsd">
 
    <!-- 这个是磁盘存储路径，当内存缓存满了的时候，就会往这里面放，
      java.io.tmdir是操作系统缓存的临时目录，不同操作系统缓存目录不一样 -->
    <diskStore path="java.io.tmpdir"/>
 
    <!--defaultCache:echcache的默认缓存策略  -->
    <defaultCache
            maxElementsInMemory="10000"
            eternal="false"
            timeToIdleSeconds="120"
            timeToLiveSeconds="120"
            maxElementsOnDisk="10000000"
            diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
            memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
        <persistence strategy="localTempSwap"/>
    </defaultCache>
    <cache name="userCache"
           maxElementsInMemory="10000"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="120"
           timeToLiveSeconds="120"
           maxElementsOnDisk="10000000"
           diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
        <persistence strategy="localTempSwap"/>
    </cache>
</ehcache>

配置属性说明：

属性	说明
<diskStore path="java.io.tmpdir"/>	这个是磁盘存储路径，当内存缓存满了的时候，就会往这里面放，java.io.tmdir是操作系统缓存的临时目录，不同操作系统缓存目录不一样。
maxElementsInMemory	内存缓存中最多可以存放的元素数量，若放入Cache中的元素超过这个数值，则有以下两种情况：（1）若 overflowToDisk=true，则会将Cache中多出的元素放入磁盘文件中。（2）若 overflowToDisk=false，则根据memoryStoreEvictionPolicy策略替换Cache中原有的元素。
overflowToDisk	内存不足时，是否启用磁盘缓存。
eternal	缓存中对象是否永久有效。
timeToIdleSeconds	缓存数据在失效前的允许闲置时间(单位：秒)，仅当 eternal=false 时使用，默认值是0表示可闲置时间无穷大，若超过这个时间没有访问此Cache中的某个元素，那么此元素将被从Cache中清除。
timeToLiveSeconds	缓存数据的总的存活时间（单位：秒），仅当 eternal=false 时使用，从创建开始计时，失效结束。
maxElementsOnDisk	磁盘缓存中最多可以存放的元素数量，0表示无穷大。
diskExpiryThreadIntervalSeconds	磁盘缓存的清理线程运行间隔，默认是120秒。
memoryStoreEvictionPolicy	内存存储与释放策略，即达到 maxElementsInMemory 限制时，Ehcache会根据指定策略清理内存，共有三种策略，分别为LRU（最近最少使用）、LFU（最常用的）、FIFO（先进先出）。
defaultCache	默认缓存方式。
cache	自定义的缓存方式，自行设置 name。

4.2 配置缓存管理器

在 application.yml 配置文件中配置目标缓存管理器，支持 Ehcache、Generic、Redis、Jcache等。这里配置使用Ehcache。


#Spring配置
spring:
  #缓存管理器
  cache:
    type: ehcache
    ehcache:
      config: classpath:ehcache.xml #缓存加载配置文件

4.3 开启缓存功能

在SpringBoot项目启动入口类中添加注解@EnableCaching，开启缓存功能。


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

5、使用EhCache实现缓存管理

5.1 创建实体类（Entity层）

在com.pjb.entity包中，创建UserInfo类（用户信息实体类）。


package com.pjb.entity;
 
import java.io.Serializable;
 

public class UserInfo implements Serializable
{
    private int userId; //用户编号
    private String userName; //用户姓名
    private int age; //年龄
    private String blogUrl; //博客地址
    private String blogRemark; //博客信息
 
    //省略getter与setter方法...
}

注意：实体类必须实现 Serializable 接口，否则无法实现缓存功能。

5.2 数据库映射层（Mapper层）

在com.pjb.mapper包中，创建UserMapper接口（用户信息Mapper动态代理接口）。


package com.pjb.mapper;
 
import com.pjb.entity.UserInfo;
import org.apache.ibatis.annotations.*;
import org.springframework.stereotype.Repository;
 

@Mapper
@Repository
public interface UserMapper
{
    
    @Select("SELECT * FROM tb_user WHERE user_id = #{userId}")
    public UserInfo getUserById(int userId);
 
    
    @Insert("INSERT INTO tb_user(user_name,age,blog_url,blog_remark) VALUES(#{userName},#{age},#{blogUrl},#{blogRemark});")
    @Options(useGeneratedKeys = true, keyColumn = "user_id", keyProperty = "userId")
    public int insertUser(UserInfo userInfo);
 
    
    @Update("UPDATE tb_user SET user_name = #{userName} ,age = #{age} ,blog_url = #{blogUrl} ,blog_remark = #{blogRemark} WHERE user_id = #{userId}")
    public int updateUser(UserInfo userInfo);
 
    
    @Delete("DELETE FROM tb_user WHERE user_id = #{userId}")
    public int deleteUser(int userId);
}

5.3 业务逻辑层（Service层）

在com.pjb.service包下，创建UserService接口（用户信息业务逻辑接口）。


package com.pjb.service;
 
import com.pjb.entity.UserInfo;
 

public interface UserService
{
    
    public UserInfo getUserById(int userId);
 
    
    public UserInfo insertUser(UserInfo userInfo);
 
    
    public UserInfo updateUser(UserInfo userInfo);
 
    
    public int deleteUser(int userId);
}

在com.pjb.service.impl包下，创建UserServiceImpl类（用户信息业务逻辑类）。


package com.pjb.service.impl;
 
import com.pjb.entity.UserInfo;
import com.pjb.mapper.UserMapper;
import com.pjb.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.annotation.CacheConfig;
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;
 

//注意：必须对应配置文件ehcache.xml中cache节点的name属性值
//@CacheConfig(cacheNames = "userCache")
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService
{
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
 
    //注意：必须对应配置文件ehcache.xml中cache节点的name属性值
    private static final String CACHE_NAME = "userCache";
 
    
    @Override
    @Cacheable(value = CACHE_NAME, key = "#userId")
    public UserInfo getUserById(int userId)
    {
        return userMapper.getUserById(userId);
    }
 
    
    @Override
    @CachePut(value = CACHE_NAME, key = "#userInfo.userId")
    public UserInfo insertUser(UserInfo userInfo)
    {
        userMapper.insertUser(userInfo);
        return userInfo;
    }
 
    
    @Override
    @CachePut(value = CACHE_NAME, key = "#userInfo.userId")
    public UserInfo updateUser(UserInfo userInfo)
    {
        userMapper.updateUser(userInfo);
        return userInfo;
    }
 
    
    @Override
    @CacheEvict(value = CACHE_NAME, key = "#userId")
    public int deleteUser(int userId)
    {
        return userMapper.deleteUser(userId);
    }
}

从上述代码可以看出，查询用户的方法使用了 @Cacheable 注解来开启缓存。添加和修改方法使用了 @CachePut 注解，它是先处理方法，然后把结果进行缓存的。要想删除数据，则需要使用 @CacheEvict 注解来清空缓存。

@CacheConfig注解：如果所有的 @Cacheable() 里面都有一个 value＝“xxx” 的属性，这显然如果方法多了，写起来也是挺累的，如果可以一次性声明完那就省事了，所以有了 @CacheConfig 这个配置，@CacheConfig is a class-level annotation that allows to share the cache names，如果你在方法写别的名字，那么依然以方法的名字为准。

5.4 控制器方法（Controller层）

在com.pjb.controller包中，创建UserController类（用户控制器），实现用户数据的查询、新增、修改、删除，并实现数据的返回。


package com.pjb.controller;
 
import com.pjb.entity.UserInfo;
import com.pjb.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
 

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController
{
    @Autowired
    private UserService userService;
 
    
    @RequestMapping("getUserById")
    public ModelAndView getUserById(int userId)
    {
        //根据用户ID，获取用户信息
        UserInfo userInfo = userService.getUserById(userId);
 
        if(userInfo==null)
        {
            userInfo = new UserInfo();
        }
 
        //返回结果
        ModelAndView modelAndView = new ModelAndView();
        modelAndView.addObject("userInfo",userInfo);
        modelAndView.setViewName("/user-info.html");
        return modelAndView;
    }
 
    
    @ResponseBody
    @RequestMapping("insertUser")
    public boolean insertUser()
    {
        //创建新用户
        UserInfo userInfo = new UserInfo();
        userInfo.setUserName("pan_junbiao的博客");
        userInfo.setAge(32);
        userInfo.setBlogUrl("https://blog.csdn.net/pan_junbiao");
        userInfo.setBlogRemark("您好，欢迎访问 pan_junbiao的博客");
 
        //执行新增方法
        userService.insertUser(userInfo);
 
        //返回结果
        return userInfo.getUserId() > 0 ? true : false;
    }
 
    
    @ResponseBody
    @RequestMapping("updateUser")
    public boolean updateUser(int userId)
    {
        UserInfo userInfo = new UserInfo();
        userInfo.setUserId(userId);
        userInfo.setUserName("pan_junbiao的博客_02");
        userInfo.setAge(35);
        userInfo.setBlogUrl("https://blog.csdn.net/pan_junbiao");
        userInfo.setBlogRemark("您好，欢迎访问 pan_junbiao的博客");
 
        //执行修改方法
        userService.updateUser(userInfo);
 
        //返回结果
        return true;
    }
 
    
    @ResponseBody
    @RequestMapping("deleteUser")
    public boolean deleteUser(int userId)
    {
        //执行新增方法
        int result = userService.deleteUser(userId);
 
        //返回结果
        return result > 0 ? true : false;
    }
}

5.5 显示页面（View层）

在 resources/templates 目录下，创建 user-info.html 用户信息显示页面。


<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>用户信息</title>
    <meta name="author" content="pan_junbiao的博客">
    <style>
        table { border-collapse: collapse; margin-bottom: 10px}
        table,table tr th, table tr td { border:1px solid #000000; padding: 5px 10px;}
    </style>
</head>
<body>
 
<div align="center">
    <table>
        <caption>用户信息</caption>
        <tr>
            <th>用户ID：</th>
            <td th:text="${userInfo.userId}"></td>
        </tr>
        <tr>
            <th>用户名称：</th>
            <td th:text="${userInfo.userName}"></td>
        </tr>
        <tr>
            <th>年龄：</th>
            <td th:text="${userInfo.age}"></td>
        </tr>
        <tr>
            <th>博客地址：</th>
            <td th:text="${userInfo.blogUrl}"></td>
        </tr>
        <tr>
            <th>备注信息：</th>
            <td th:text="${userInfo.blogRemark}"></td>
        </tr>
    </table>
</div>
</body>
</html>

至此，项目已经编写完成，执行结果如下图：