Redis结合Caffeine实现二级缓存：提高应用程序性能

本文将详细介绍如何使用CacheFrontend和Caffeine来实现二级缓存。

1. 简介

CacheFrontend: 是一种用于缓存的前端组件或服务。通俗的讲：该接口可以实现本地缓存与redis自动同步，如果本地缓存（JVM级）有数据，则直接从本地缓存中返回数据。否则从redis获取。

CacheFrontend的工作方式通常涉及以下两个方面：

数据存储：CacheFrontend会将从后端(Redis)获取的数据存储在本地缓存中。这样，在后续请求中，如果相同的数据被请求，CacheFrontend可以直接从本地缓存中返回，而无需再次访问后端存储(Redis)。这减少了对后端存储的访问次数，提高了响应速度。
数据更新和失效：当后端存储中的数据发生变化时，CacheFrontend需要相应地更新本地缓存中的数据。它可以通过主动监测后端存储的变化。

通过使用CacheFrontend，应用程序可以减轻后端存储的负载，提高系统的性能和可扩展性，从而改善用户体验。

CacheFrontend是由 Lettuce 提供，Lettuce 提供了 ClientSideCaching 实现，在该实现类中接受一个CacheAccessor缓存访问器。我们可以根据具体需要实现自己的缓存访问器。本文将自定义CacheAccessor结合Caffeine实现缓存策略。

2. 实战案例

2.1 依赖管理

xml 复制代码

<!--高性能本地缓存实现-->
<dependency>
  <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
  <artifactId>caffeine</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2.2 配置文件

spring:
  redis:
    host: localhost
    password: xxxooo
    database: 10
    port: 6379

2.2 配置

本地缓存配置

java 复制代码

@Bean
public Cache<String, String> localCache() {
  return  Caffeine.newBuilder()
    // 初始容量
    .initialCapacity(100)
    .maximumSize(1000)
    .build() ;
}

RedisClient配置

java 复制代码

@Bean
public RedisClient redisClient(RedisProperties props) {
  RedisURI clientResources = RedisURI.Builder
      .redis(props.getHost(), props.getPort())
      .withPassword(props.getPassword().toCharArray())
      .withDatabase(props.getDatabase())
      .build() ;
  RedisClient client = RedisClient.create(clientResources) ;
  return client ;
}

RedisProperties是系统内部自动注册的Bean。

缓存前端配置CacheFrontend

java 复制代码

@Bean
  public CacheFrontend<String, String> cacheFrontend(RedisClient redisClient, Cache<String, String> localCache) {
    StatefulRedisConnection<String, String> connection = redisClient.connect() ;
    // 添加监听器，当缓存失效后会被监听到。
    connection.addListener(new PushListener() {
      @Override
      public void onPushMessage(PushMessage message) {
        String type = message.getType() ;
        if ("invalidate".equals(type)) {
          System.out.println("...") ;
        }
        List<Object> contents = message.getContent() ;
        Object content = contents.get(0);
        if (content instanceof ByteBuffer) {
          ByteBuffer buf = (ByteBuffer) content ;
          System.out.printf("response content: %s%n", StringCodec.UTF8.decodeValue(buf)) ;
        }
      }
    }) ;
    // 缓存访问器
    CacheAccessor<String, String> cacheAccessor = new CacheAccessor<String, String>() {
      @Override
      public String get(String key) {
        @Nullable
        String present = localCache.getIfPresent(key) ;
        System.out.printf("get operator: %s%n", present) ;
        return present ;
      }
      @Override
      public void put(String key, String value) {
        localCache.put(key, value) ;
        System.out.printf("put operator: key = %s, value = %s%n", key, value) ;
      }
      @Override
      public void evict(String key) {
        localCache.invalidate(key) ;
        System.out.printf("evict operator: %s%n", key) ;
      }
    };
    CacheFrontend<String, String> frontend = ClientSideCaching.enable(
        cacheAccessor, 
        connection,
        TrackingArgs.Builder.enabled()) ;
    return frontend ;
  }

总结：通过本地缓存和Redis缓存可以带来诸多好处，如提高系统性能、减轻数据库压力、支持高并发等。通过合理配置和管理本地缓存与Redis缓存，可以优化应用程序的性能，提高系统的稳定性和可用性。在实际应用中，根据业务需求选择合适的缓存策略和数据结构，并进行持续的性能监控和调优，是确保系统高效运行的关键。