Spring Boot入门(第三十四章):缓存

1、为什么要用缓存

现在我们系统里面的数据还比较少,所以页面看起来还是比较快,但是随着数据量的增长,我们很快就会发现页面会越来越慢,这时我们就需要进行优化。之前我们很多接口服务做了多次查询,一个服务执行多次sql,当然会慢,大部分情况下尽量我们最好执行一次sql,但是执行一次sql,就会增加代码的复杂度,本来逻辑很清楚的代码,变成了一个复杂的sql语句,这时我们可以考虑使用缓存。再者sql的优化也是有限的,也许已经优化得最优了,sql执行还是比较长,这时我们用缓存可以缓存数据库的压力,以前需要几秒才能返回的服务,现在只需要毫秒级的时间。

2、缓存的缺点

虽然缓存可以大大提高服务的效率,但是他也有不少缺点。

首先,缓存一般第一次访问的时候还是会比较慢,因为他需要初始化,除非事先预知用户会访问哪些数据,事先缓存。

其次,缓存有时效性,缓存的数据不可能一直有效,一直有效的数据那是常量了,缓存的数据一般有两种情况,一种是设置有效时间,超过时间自动清除,另一种是需要开发人员编程手动去清除,当然可以两者结合。如果我们缓存的数据更新非常频繁,那么缓存就没太大意义,除非业务可以接受数据的延迟。假如我们平均每秒钟会发布一篇文章,我们将文章列表缓存起来,有效时间设为1秒钟,这样,sql每秒钟最多执行1次,发布的文章基本上可以实时看到,但是如果sql执行效率比较低,1秒钟执行一次还是困难,我们可以将缓存设置为1分钟,这样1分钟最多执行一次,但是用户得接受新发布的文章可能需要1分钟以后才能看到。

最后,缓存增加了编程的复杂性,我们不仅需要考虑如何设置缓存,还需要考虑如何清除缓存,往往我们看到的很多异常数据,经常都是因为缓存没有正确更新导致的。

3、缓存的类型

我们有很多东西都可以用来作为缓存的容器,最简单的,我们直接使用容器的内存就可以作为缓存,但这种情况只适合单机部署。分布式应用时,我们经常使用Redis作为缓存介质。其余的还有很多如Guava,Caffeine等等。

4、Spring Cache

Spring提供了缓存的通用接口,我们可以使用注解的方式,或者编程的方式操作缓存。但是由于各个缓存介质支持的功能有所不同,所以Spring只能抽象出通用的接口。例如Redis是支持设置缓存有效时间的,而我们的内存缓存不支持,所以Spring缓存的通用接口不能进行有效时间设置。如果需要用到这一特性,我们可以直接使用Spring Redis的接口进行编程。

4.1注解缓存

spring提供了几个注解用来操作缓存。首先我们需要使用@EnableCaching打开注解缓存

我们以CmsController为例,对getCategoryTree方法进行缓存,因为我们的分类树很少发生改变

这里我们使用了@Cacheable注解。我们在方法内部打个断点,我们访问页面,第一次进入断点,刷新界面,发现不会再进入断点,说明我们的缓存生效了。

重启应用后,再次访问页面,第一次会再次进入断点,因为Spring默认使用的内存介质是Simple,即容器内存,容器内存会随着应用的停止而释放,所以缓存也会跟着释放。要想持久化可以选择其他缓存,例如Redis。

4.2编程缓存

上面使用注解加了缓存,要想缓存的数据一直保持正确,我们必须在分类数据修改的时候清除缓存,清除缓存对应注解@CacheEvict,但是我们修改分类的方法都是在基类完成的,不方便用注解控制,我们可以直接用编程的方式来控制。

我们首先去掉之前的@Cacheable注解,然后注入一个CacheManager

CacheManager就是Spring抽象出来的统一处理缓存的管理工具类。

从上面可以看到,以前只需一个注解就可以完成的功能,现在我们需要更多的代码去处理。

同样,现在我们需要在分类变更时处理缓存,

这里,我们选择在分类数据新增,修改和删除的时候,直接清除缓存,这样,下次访问的时候,就会重新查询数据库。

5、定时清除

不管是上面的注解缓存,还是编程缓存,因为我们现在缓存的时效性都是永久,为了保证缓存的正确性,我们都必须确保在数据修改时进行缓存更新。我们必须确保所有可能导致数据变化的接口服务都能监听处理到。随着项目越来越大,可能涉及数据修改的接口也越来越多,很容易漏掉。所以有时候选择定时清除缓存可能更加简单可靠。

上面说了,缓存的时效性并不是所有缓存介质都支持,我们的内存缓存就不支持,但是我们还是可以通过自己编程来实现。例如,上面的例子,我们完全就可以建立一个定时任务来定时清理缓存。这里我们简单实现一个定时清除的功能。

我们在CmsController添加一个构造方法,在构造方法里面启动一个线程,该线程每过1分钟,将会自动清除缓存,这样基本上可以保证我们最迟1分钟以后看到最新数据。

对于很多系统,首页有很多统计报表,报表一般业务复杂,查询慢,如果报表的实时性要求不是那么高,我们就可以采用这种方法。但是这种方法在缓存清除后,第一次查询还是会有点慢,我们可以进一步优化,在缓存过期前,先查询数据。

这样,除了容器启动第一次查询慢,后面每次都会以最快的速度返回。这种方式可以理解为饥饿式,之前的为懒汉式。

6、Redis缓存

在分布式部署的时候,我们一般必须使用Redis缓存,使用Redis缓存也狠简单,我们只需要修改配置即可

7、总结

这节主要讲解缓存的作用和使用方式,说到底缓存就是一个Map,篇幅有限,很多地方没有细讲,需要大家在实战中理解。

代码:

https://github.com/www15119258/springboot-study/tree/branch34

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