第六章springboot缓存管理

灭掉c与java2024-11-24 21:32

缓存是 分布式系统 的 重要组件，用于解决数据库数据 的高并发 访问问题。在用户访问大的网站，缓存能提高服务器访问性能，减少数据库的压力，提高用户体验。

本章讲解springboot的缓存管理，完成springboot与redis缓存中间件的整合作用

6.1springboot默认缓存管理

spring框架管理缓存的核心：将缓存应用在操作数据的方法中，减少啦操作数据的次数，也不会对程序造成什么干扰。

springboot继承啦spring框架的缓存管理功能，通过使用注解进行缓存的支持，springboot可以启动缓存管理 的 自动化配置，下面讲解springboot默认的缓存管理。

6.1.1 基础环境搭建

我们需要结合数据库的访问操作对springboot的缓存管理进行讲解：

我们先搭建环境：

1.准备数据：

这里使用第三章的springbootdata数据库。

2.创建项目：

搭建相关的数据实体类。

package com.waiguoyu.chapter06.domain;


import jakarta.persistence.Column;
import jakarta.persistence.Entity;
import jakarta.persistence.GeneratedValue;
import jakarta.persistence.GenerationType;
import org.springframework.data.annotation.Id;

@Entity(name="t_comment")   //设置ORM实体类，并指定映射表的名字
public class Comment {
    @jakarta.persistence.Id
    @Id//标注映射对应的主键
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY) //设置id自增策略
    private long id;
    private String content;
    private String author;

    @Column(name = "a_id")
    private Integer aId;

    @Override
    public String toString() {
        return "Comment{" +
                "id=" + id +
                ", content='" + content + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                ", aId=" + aId +
                '}';
    }

    public long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(long id) {
        this.id = id;
    }

    public Integer getaId() {
        return aId;
    }

    public void setaId(Integer aId) {
        this.aId = aId;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }
}

3.编写数据库操作的Repository接口文件。

import com.waiguoyu.chapter06.domain.Comment;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.data.jpa.repository.Modifying;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

public interface Repositry extends JpaRepository<Comment,Integer> {
    //根据评论id修改评论作者的author
    @Transactional
    @Modifying
    @Query("update t_comment c set c.author= ?1 where c.id = ?2")
    public int updateComment(String author, Integer id);
}

4.编写业务操作类Service文件。

import com.waiguoyu.chapter06.domain.Comment;
import com.waiguoyu.chapter06.repository.Repositry;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.Optional;


//自定义一个数据操作类，注入实体类对象完成数据的操作
@Service
public class CommentService {
    @Autowired
    private Repositry repositry;
    public Comment findById(int comment_id) {
        Optional<Comment> comment1 = repositry.findById(comment_id);
        if (comment1.isPresent()) {
            return comment1.get();
        }
        return null;

    }
    public Comment updateComment(Comment comment) {
        repositry.updateComment(comment.getAuthor(),comment.getaId());
        return comment;
    }

    public int deleteComment(int comment_id) {
        repositry.deleteById(comment_id);
        return comment_id;
    }
}

5.编写web访问层：

package com.waiguoyu.chapter06.controller;


import com.waiguoyu.chapter06.domain.Comment;
import com.waiguoyu.chapter06.service.CommentService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class CommentController {
    @Autowired
    private CommentService commentService;

    @GetMapping("/get/{id}")
    public Comment findById(@PathVariable("id") int comment_id){
        Comment comment = commentService.findById(comment_id);
        return comment;
    }

    @GetMapping("/update/{id}/{author}")
    public Comment updateComment(@PathVariable("id") int comment_id,
                                 @PathVariable("author") String author){
        Comment comment = commentService.findById(comment_id);
        comment.setAuthor(author);
        Comment updateComment = commentService.updateComment(comment);
        return updateComment;
    }

    @GetMapping("/delete/{id}")
    public void deleteComment(@PathVariable("id") int comment_id){
        commentService.deleteComment(comment_id);
    }
}

6.在配置文件编写连接数据库的配置信息

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/springbootdata?serverTimezone=UTC&useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=sjk1234
spring.jpa.show-sql=true

项目测试：

启动项目，http://localhost:8080/get/1

这个时候不断刷新浏览器，控制台会一直执行对应的sql语句，随着时间积累，系统的而用户不断增加，数据模型也会越来越大，体验感就会下降啦，这个时候使用缓存是最好的解决办法。

6.1.2 springboot默认缓存体验

接下来体验springboot默认的缓存使用效果

1。在启动类开启springboot基于注解的缓存管理支持

复制代码 
@EnableCaching。

2.在数据操作方法上加注解进行缓存管理：

 //这个注解将 方法返回结果 Comment 存放在 缓存中的 comment的名称空间中，
    // 对应缓存的唯一标识（即缓存数据对应的主键key），默认为方法参数comment_id的值
    @Cacheable(cacheNames = "comment")
    public Comment findById(int comment_id) {
        Optional<Comment> comment1 = repositry.findById(comment_id);
        if (comment1.isPresent()) {
            return comment1.get();
        }
        return null;
    }

进行测试：

这时候一直刷新浏览器，访问同一个用户评论信息，查询结果就只有一个，控制台也只有一条sql语句。

数据库只执行啦一次sql查询语句，说明默认的缓存支持已经生效啦。

6.2 springboot缓存注解介绍

上面我们通过注解进行啦缓存的管理，还有很多缓存注解以及注解熟悉可以配置优化缓存管理。下面我们一一讲解

1.@EnableCaching注解：springboot继承spring框架的，该注解通常配置在项目启动类上，用于开启 基于注解的缓存支持。

2.@Cacheable(cacheNames = "comment") 这个注解可以作用在类或者方法上（通常用在数据擦查询方法），对查询出来的结果进行缓存存储。

执行顺序：1.进行缓存查询：如果缓存中没有对应的数据 就进行方法查询，将结果进行存储。如果有对应的数据就直接使用缓存的数据。

这个注解的属性很多，都是用于对缓存存储进行相关的配置。

接下来我们一一讲解：

1.第一个属性：也就是给缓存空间起名字，可以同时给多个缓存空间起名字，也可以省略属性名，直接指定缓存空间的名称。使用示例，

2.第二个属性：key：指定缓存数据对应的唯一标识，缓存数据本质是map类型的数据，key指定唯一标识，value用于指定缓存的数据。默认使用方法的参数值。也可以使用表达式：

3.第三个属性：它的本质和key属性作用一样，只不过它是指定key值的生成器的规则，由其中指定的生成器生成具体的key值。这个属性跟key属性使用时两个选一个。

4.第四个属性：

5.第五个属性：用于对数据选择存储，指定条件为真时，才会对存储结果进行缓存。

  1. unless属性：这个属性作用与第五个属性相同，不过它 与第五个属性使用方式相反。

3.@CachePut注解：这个注解可以作用在类或者方法上（用于数据更新方法），作用是更新缓存数据。：执行流程：1.方法调用，2.将方法结果更新到缓存中

4.@CacheEvict注解：与上相同，通常用在数据删除方法上。删除缓存数据。执行流程与上边的类似

具体进行说明：

一个属性清除指定缓存空间中的所有数缓存数据。另一个属性看是否在方法执行前进行缓存清除。

5.@Caching注解

用于处理复杂规则的数据缓存，作用于类或者方法上，这个注解包含三个属性：cacheable。put，evict属性。它们作用等于：前面讲解的2，3，4注解。

使用案例：

6.@CacheConfig注解

6.3 springboot整合redis缓存实现

6.3.1 springboot支持的缓存组件

springboot中的数据存储管理依赖spring框架的cache相关的 缓存管理接口。

在程序中没设有 缓存解析器 或者 相关的 缓存管理组件，就以此启动以下缓存组件：

在项目中添加 某个缓存管理组件（如redis）后，会对应选择和启动对应的缓存管理器，如果项目中 同时添加多个缓存组件，且没指定 缓存管理器 或 缓存解析器 ，springboot就会先启动指定的缓存组件并进行缓存管理。

6.3.2基于注解的redis缓存实现

在6.1节代码基础上进行实现：

引入redis缓存组件：

1.添加对应的依赖：

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

2.redis服务连接配置：

使用第三方缓存组件进行缓存管理，需要在第三方数据库搭建数据仓库进行缓存存储。

所以这里要连接上redis

3.使用使用对应的注解定制缓存管理：

@Service
public class CommentService {
    @Autowired
    private Repositry repositry;
    @Cacheable(cacheNames = "comment",unless = "#result==null")//在方法上添加缓存管理，没有标记key值，默认使用方法参数值作为key值，unless = "#result==null"表示值为空的时候不进行数据缓存
    public Comment findById(int comment_id) {
        Optional<Comment> comment1 = repositry.findById(comment_id);
        if (comment1.isPresent()) {
            return comment1.get();
        }
        return null;
    }
    @CachePut(cacheNames = "comment",key = "#result.id")//在方法上添加缓存管理，数据更新的方法必须设置key值
    public Comment updateComment(Comment comment) {
        repositry.updateComment(comment.getAuthor(),comment.getaId());
        return comment;
    }

    @CacheEvict(cacheNames = "comment")//在方法上添加缓存管理
    public int deleteComment(int comment_id) {
        repositry.deleteById(comment_id);
        return comment_id;
    }
}

4.基于注解的redis查询缓存测试

前面进以及对项目进行的操作：添加redis的缓存依赖，redis连接配置，

复制代码 
使用@EnableCaching进行啦缓存管理啦，接下来就进行测试。
我在这里测试没有成功。之后再来解决bug

第四步按理讲是会报错需要序列化缓存对象

第五步：讲缓存对象实现序列化：

提示：一些基本数据类型，以及实现啦序列化接口，所以就不需要序列化。

下面我们对ORM实体类进行序列化：

让这个类实现jdk的序列化接口就好啦。

复制代码 
Serializable

6.再次进行测试：

你执行查询请求之后，会出现查询结果，并且再redis客户端有对应的数据。

key值是"名称空间comment：：+参数值"（comment：：1）的形式呈现的。value值以序列化后的HEX格式存储的。这样的序列化是不行的，在实际开发中会自定义数据序列化格式以满足开发需求。

其他功能的缓存测试大家自行查看

6.3.3基于api的redis缓存实现

1.使用redis api进行业务数据缓存管理：

在上边的项目基础上进行操作。

在service包编写业务处理类：

package com.waiguoyu.chapter06.service;


import com.waiguoyu.chapter06.domain.Comment;
import com.waiguoyu.chapter06.repository.Repositry;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.Optional;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Service
public class ApiCommentService {
    @Autowired
    private Repositry repositry;
    
    
    //RedisTemplate是可以直接进行redis操作的javaapi，可直接注入使用
    //这个api可以操作对象类型数据，它的子类可以针对字符串类型的数据操作。
    //这个api可以进行数据缓存查询，更新，修改，删除，设置缓存有效期等。
    @Qualifier("redisTemplate")
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

//    查询缓存
    public Comment findById(int comment_id) {
        Object object = redisTemplate.opsForValue().get("comment"+comment_id);
        if(object != null) {
            return (Comment) object;
        }else {
            Optional<Comment> optional=repositry.findById(comment_id);
            if (optional.isPresent()) {
                Comment comment=optional.get();
                //这条语句解读：设置啦缓存数据，设置key值，缓存有效时间等
                redisTemplate.opsForValue().set("comment_"+comment_id,comment,1, TimeUnit.DAYS);
                return comment;
            }else {
                return null;
            }
        }
    }

    //更新缓存
    public Comment update(Comment comment) {
        repositry.updateComment(comment.getAuthor(), comment.getaId());
        redisTemplate.opsForValue().set("comment_"+comment.getaId(),comment);
        return comment;
    }

    //删除缓存
    public void deleteById(int comment_id) {
        repositry.deleteById(comment_id);
        redisTemplate.opsForValue().set("comment_"+comment_id,null);
    }





}

2.编写访问的controller文件：

package com.waiguoyu.chapter06.controller;


import com.waiguoyu.chapter06.domain.Comment;
import com.waiguoyu.chapter06.service.ApiCommentService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/api")//路径映射
public class ApiCommentController {
    @Autowired
    private ApiCommentService apiCommentService;

    @GetMapping("/get/{id}")
    public Comment findById(@PathVariable("id") int comment_id){
        Comment comment = apiCommentService.findById(comment_id);
        return comment;
    }

    @GetMapping("/get/{id}/{author}")
    public Comment update(@PathVariable("id") int comment_id,
                            @PathVariable("author") String author) {
        Comment comment = apiCommentService.findById(comment_id);
        comment.setAuthor(author);
        Comment updatedComment = apiCommentService.update(comment);
        return updatedComment;
    }

    @GetMapping("/delete/{id}")
    public void delete(@PathVariable("id") int comment_id) {
        apiCommentService.deleteById(comment_id);
    }




}

3.相关的配置：

使用api的方式整合redis不需要在启动类添加缓存管理的注解，

其他的序列化，引入依赖于redis的连接配置都与上面的一致。

接下来就可以测试啦。

6.4 自定义redis缓存序列化机制

这里的内容大家可以另看其他文章把

6.5 本章小结

通过本章学习希望理解springboot的缓存管理，以及使用springboot整合redis完成数据的缓存

6.6习题

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