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一 JSR107
1. JSR107介绍
Java Caching定义了5个核心接口，分别是CachingProvider, CacheManager, Cache, Entry和 Expiry。
（1）CachingProvider定义了创建、配置、获取、管理和控制多个CacheManager。一个应用可以在运行期访问多个CachingProvider。
（2）CacheManager定义了创建、配置、获取、管理和控制多个唯一命名的Cache，这些Cache存在于CacheManager的上下文中。一个CacheManager仅被一个CachingProvider所拥有。
（3）Cache是一个类似Map的数据结构并临时存储以Key为索引的值。一个Cache仅被一个CacheManager所拥有。
（4） Entry是一个存储在Cache中的key-value对。
（5）Expiry 每一个存储在Cache中的条目有一个定义的有效期。一旦超过这个时间，条目为过期的状态。一旦过期，条目将不可访问、更新和删除。缓存有效期可以通过ExpiryPolicy设置。
2. 结构图如下：
二 Spring缓存抽象
1. 缓存技术
Spring从3.1开始定义了org.springframework.cache.Cache
和org.springframework.cache.CacheManager接口来统一不同的缓存技术；
并支持使用JCache（JSR-107）注解简化我们开发；
（1）Cache接口为缓存的组件规范定义，包含缓存的各种操作集合；
（2）Cache接口下Spring提供了各种xxxCache的实现；如RedisCache，EhCacheCache , ConcurrentMapCache等；
（3）每次调用需要缓存功能的方法时，Spring会检查指定参数的指定的目标方法是否已经被调用过；如果有就直接从缓存中获取方法调用后的结果，如果没有就调用方法并缓存结果后返回给用户。下次调用直接从缓存中获取。
（4）使用Spring缓存抽象时我们需要关注以下两点；
① 确定方法需要被缓存以及他们的缓存策略
② 从缓存中读取之前缓存存储的数据
2. 结构图
三 缓存注解
1. 缓存注解说明
2. 缓存注解主要参数
3. 注解参数支持SpEL表达式
四 使用缓存
1. 使用步骤
（1）引入spring-boot-starter-cache模块
（2）在启动类上使用@EnableCaching开启缓存
（3）在业务层方法上使用注解缓存
（4）切换为其他缓存
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2. 缓存案例
（1）引入spring-boot-starter-cache
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
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（2）自定义keyGenerator
@Configuration
public class MyCacheConfig {
@Bean("myKeyGenerator")
public KeyGenerator keyGenerator(){
return new KeyGenerator(){
@Override
public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
return method.getName()+"["+ Arrays.asList(params).toString()+"]";
}
};
}
}
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（3）缓存注解的使用
@CacheConfig(cacheNames="emp"/*,cacheManager = "employeeCacheManager"*/) //抽取缓存的公共配置
@Service
public class EmployeeService {
@Autowired
EmployeeMapper employeeMapper;
/**
* 将方法的运行结果进行缓存；以后再要相同的数据，直接从缓存中获取，不用调用方法；
* CacheManager管理多个Cache组件的，对缓存的真正CRUD操作在Cache组件中，每一个缓存组件有自己唯一一个名字；
*
*
* 原理：
* 1、自动配置类；CacheAutoConfiguration
* 2、缓存的配置类
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GenericCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.EhCacheCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.HazelcastCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.InfinispanCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CouchbaseCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.RedisCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CaffeineCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GuavaCacheConfiguration
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.SimpleCacheConfiguration【默认】
* org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration
* 3、哪个配置类默认生效：SimpleCacheConfiguration；
*
* 4、给容器中注册了一个CacheManager：ConcurrentMapCacheManager
* 5、可以获取和创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件；他的作用将数据保存在ConcurrentMap中；
*
* 运行流程：
* @Cacheable：
* 1、方法运行之前，先去查询Cache（缓存组件），按照cacheNames指定的名字获取；
* （CacheManager先获取相应的缓存），第一次获取缓存如果没有Cache组件会自动创建。
* 2、去Cache中查找缓存的内容，使用一个key，默认就是方法的参数；
* key是按照某种策略生成的；默认是使用keyGenerator生成的，默认使用SimpleKeyGenerator生成key；
* SimpleKeyGenerator生成key的默认策略；
* 如果没有参数；key=new SimpleKey()；
* 如果有一个参数：key=参数的值
* 如果有多个参数：key=new SimpleKey(params)；
* 3、没有查到缓存就调用目标方法；
* 4、将目标方法返回的结果，放进缓存中
*
* @Cacheable标注的方法执行之前先来检查缓存中有没有这个数据，默认按照参数的值作为key去查询缓存，
* 如果没有就运行方法并将结果放入缓存；以后再来调用就可以直接使用缓存中的数据；
*
* 核心：
* 1）、使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】组件
* 2）、key使用keyGenerator生成的，默认是SimpleKeyGenerator
*
*
* 几个属性：
* cacheNames/value：指定缓存组件的名字;将方法的返回结果放在哪个缓存中，是数组的方式，可以指定多个缓存；
*
* key：缓存数据使用的key；可以用它来指定。默认是使用方法参数的值 1-方法的返回值
* 编写SpEL； #id;参数id的值 #a0 #p0 #root.args[0]
* getEmp[2]
*
* keyGenerator：key的生成器；可以自己指定key的生成器的组件id
* key/keyGenerator：二选一使用;
*
*
* cacheManager：指定缓存管理器；或者cacheResolver指定获取解析器
*
* condition：指定符合条件的情况下才缓存；
* ,condition = "#id>0"
* condition = "#a0>1"：第一个参数的值>1的时候才进行缓存
*
* unless:否定缓存；当unless指定的条件为true，方法的返回值就不会被缓存；可以获取到结果进行判断
* unless = "#result == null"
* unless = "#a0==2":如果第一个参数的值是2，结果不缓存；
* sync：是否使用异步模式
* @param id
* @return
*
*/
@Cacheable(value = {"emp"}/*,keyGenerator = "myKeyGenerator",condition = "#a0>1",unless = "#a0==2"*/)
public Employee getEmp(Integer id){
System.out.println("查询"+id+"号员工");
Employee emp = employeeMapper.getEmpById(id);
return emp;
}
/**
* @CachePut：既调用方法，又更新缓存数据；同步更新缓存
* 修改了数据库的某个数据，同时更新缓存；
* 运行时机：
* 1、先调用目标方法
* 2、将目标方法的结果缓存起来
*
* 测试步骤：
* 1、查询1号员工；查到的结果会放在缓存中；
* key：1 value：lastName：张三
* 2、以后查询还是之前的结果
* 3、更新1号员工；【lastName:zhangsan；gender:0】
* 将方法的返回值也放进缓存了；
* key：传入的employee对象 值：返回的employee对象；
* 4、查询1号员工？
* 应该是更新后的员工；
* key = "#employee.id":使用传入的参数的员工id；
* key = "#result.id"：使用返回后的id
* @Cacheable的key是不能用#result
* 为什么是没更新前的？【1号员工没有在缓存中更新】
*
*/
@CachePut(/*value = "emp",*/key = "#result.id")
public Employee updateEmp(Employee employee){
System.out.println("updateEmp:"+employee);
employeeMapper.updateEmp(employee);
return employee;
}
/**
* @CacheEvict：缓存清除
* key：指定要清除的数据
* allEntries = true：指定清除这个缓存中所有的数据
* beforeInvocation = false：缓存的清除是否在方法之前执行
* 默认代表缓存清除操作是在方法执行之后执行;如果出现异常缓存就不会清除
*
* beforeInvocation = true：
* 代表清除缓存操作是在方法运行之前执行，无论方法是否出现异常，缓存都清除
*
*
*/
@CacheEvict(value="emp",beforeInvocation = true/*key = "#id",*/)
public void deleteEmp(Integer id){
System.out.println("deleteEmp:"+id);
//employeeMapper.deleteEmpById(id);
int i = 10/0;
}
// @Caching 定义复杂的缓存规则
@Caching(
cacheable = {
@Cacheable(/*value="emp",*/key = "#lastName")
},
put = {
@CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.id"),
@CachePut(/*value="emp",*/key = "#result.email")
}
)
public Employee getEmpByLastName(String lastName){
return employeeMapper.getEmpByLastName(lastName);
}
}
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五 缓存流程
1、自动配置类和缓存配置类
（1）CacheAutoConfiguration
（2）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GenericCacheConfiguration
（3）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheCacheConfiguration
（4）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.EhCacheCacheConfiguration
（5）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.HazelcastCacheConfiguration
（6）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.InfinispanCacheConfiguration
（7）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CouchbaseCacheConfiguration
（8）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.RedisCacheConfiguration
（9）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CaffeineCacheConfiguration
（10）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.GuavaCacheConfiguration
（11）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.SimpleCacheConfiguration【默认】
（12）org.springframework.boot.autoconfigure.cache.NoOpCacheConfiguration
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2、哪个配置类默认生效:SimpleCacheConfiguration；
3、给容器中注册了一个CacheManager：ConcurrentMapCacheManager
4、可以获取和创建ConcurrentMapCache类型的缓存组件；他的作用将数据保存在ConcurrentMap中；
2、运行流程：
@Cacheable：
（1）方法运行之前，先去查询Cache（缓存组件），按照cacheNames指定的名字获取；（CacheManager先获取相应的缓存），第一次获取缓存如果没有Cache组件会自动创建。
（2）去Cache中查找缓存的内容，使用一个key，默认就是方法的参数； key是按照某种策略生成的；默认是使用keyGenerator生成的，默认使用SimpleKeyGenerator生成key；
SimpleKeyGenerator生成key的默认策略；
如果没有参数；key=new SimpleKey()；
如果有一个参数：key=参数的值
如果有多个参数：key=new SimpleKey(params)；
（3）没有查到缓存就调用目标方法；
（4）将目标方法返回的结果，放进缓存中
总结：
@Cacheable标注的方法执行之前先来检查缓存中有没有这个数据，默认按照参数的值作为key去查询缓存，
如果没有就运行方法并将结果放入缓存；以后再来调用就可以直接使用缓存中的数据；
核心：
① 使用CacheManager【ConcurrentMapCacheManager】按照名字得到Cache【ConcurrentMapCache】组件
② key使用keyGenerator生成的，默认是SimpleKeyGenerator
六 整合Redis实现缓存
1、整合步骤
（1）引入spring-boot-starter-data-redis
（2）application.yml配置redis连接地址
（3）使用RestTemplate操作redis
① redisTemplate.opsForValue();//操作字符串
② redisTemplate.opsForHash();//操作hash
③ redisTemplate.opsForList();//操作list
④ redisTemplate.opsForSet();//操作set
⑤ redisTemplate.opsForZSet();//操作有序set
（4）配置缓存、CacheManagerCustomizers
（5）测试使用缓存、切换缓存、 CompositeCacheManager
2、案例实现
（1）导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
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（2）主配置类
/**
* 一、搭建基本环境
* 1、导入数据库文件 创建出department和employee表
* 2、创建javaBean封装数据
* 3、整合MyBatis操作数据库
* 1.配置数据源信息
* 2.使用注解版的MyBatis；
* 1）、@MapperScan指定需要扫描的mapper接口所在的包
* 二、快速体验缓存
* 步骤：
* 1、开启基于注解的缓存 @EnableCaching
* 2、标注缓存注解即可
* @Cacheable
* @CacheEvict
* @CachePut
* 默认使用的是ConcurrentMapCacheManager==ConcurrentMapCache；将数据保存在 ConcurrentMap<Object, Object>中
* 开发中使用缓存中间件；redis、memcached、ehcache；
* 三、整合redis作为缓存
* Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。
* 1、安装redis：使用docker；
* 2、引入redis的starter
* 3、配置redis
* 4、测试缓存
* 原理：CacheManager===Cache 缓存组件来实际给缓存中存取数据
* 1）、引入redis的starter，容器中保存的是 RedisCacheManager；
* 2）、RedisCacheManager 帮我们创建 RedisCache 来作为缓存组件；RedisCache通过操作redis缓存数据的
* 3）、默认保存数据 k-v 都是Object；利用序列化保存；如何保存为json
* 1、引入了redis的starter，cacheManager变为 RedisCacheManager；
* 2、默认创建的 RedisCacheManager 操作redis的时候使用的是 RedisTemplate<Object, Object>
* 3、RedisTemplate<Object, Object> 是 默认使用jdk的序列化机制
* 4）、自定义CacheManager；
*
*/
@MapperScan("com.atguigu.cache.mapper")
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class Springboot01CacheApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Springboot01CacheApplication.class, args);
}
}
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（3）在配置类中自定义对象装换为json的序列化;自定义cacheManager
@Configuration
public class MyRedisConfig {
@Bean
public RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate(
RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
throws UnknownHostException {
RedisTemplate<Object, Employee> template = new RedisTemplate<Object, Employee>();
template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
Jackson2JsonRedisSerializer<Employee> ser = new Jackson2JsonRedisSerializer<Employee>(Employee.class);
template.setDefaultSerializer(ser);
return template;
}
@Bean
public RedisTemplate<Object, Department> deptRedisTemplate(
RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
throws UnknownHostException {
RedisTemplate<Object, Department> template = new RedisTemplate<Object, Department>();
template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
Jackson2JsonRedisSerializer<Department> ser = new Jackson2JsonRedisSerializer<Department>(Department.class);
template.setDefaultSerializer(ser);
return template;
}
//CacheManagerCustomizers可以来定制缓存的一些规则
@Primary //将某个缓存管理器作为默认的
@Bean
public RedisCacheManager employeeCacheManager(RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate){
RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(empRedisTemplate);
//key多了一个前缀
//使用前缀，默认会将CacheName作为key的前缀
cacheManager.setUsePrefix(true);
return cacheManager;
}
@Bean
public RedisCacheManager deptCacheManager(RedisTemplate<Object, Department> deptRedisTemplate){
RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(deptRedisTemplate);
//key多了一个前缀
//使用前缀，默认会将CacheName作为key的前缀
cacheManager.setUsePrefix(true);
return cacheManager;
}
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（3）业务层
@Service
public class DeptService {
@Autowired
DepartmentMapper departmentMapper;
@Qualifier("deptCacheManager")
@Autowired
RedisCacheManager deptCacheManager;
/**
* 缓存的数据能存入redis；
* 第二次从缓存中查询就不能反序列化回来；
* 存的是dept的json数据;CacheManager默认使用RedisTemplate<Object, Employee>操作Redis
*
*1：使用缓存注解
* @param id
* @return
*/
// @Cacheable(cacheNames = "dept",cacheManager = "deptCacheManager")
// public Department getDeptById(Integer id){
// System.out.println("查询部门"+id);
// Department department = departmentMapper.getDeptById(id);
// return department;
// }
//2：使用缓存管理器得到缓存，进行api调用
public Department getDeptById(Integer id){
System.out.println("查询部门"+id);
Department department = departmentMapper.getDeptById(id);
//获取某个缓存
Cache dept = deptCacheManager.getCache("dept");
dept.put("dept:1",department);
return department;
}
}
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（4）测试类
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class Springboot01CacheApplicationTests {
@Autowired
EmployeeMapper employeeMapper;
@Autowired
StringRedisTemplate stringRedisTemplate; //操作k-v都是字符串的
@Autowired
RedisTemplate redisTemplate; //k-v都是对象的
@Autowired
RedisTemplate<Object, Employee> empRedisTemplate;
/**
* Redis常见的五大数据类型
* String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（散列）、ZSet（有序集合）
* stringRedisTemplate.opsForValue()[String（字符串）]
* stringRedisTemplate.opsForList()[List（列表）]
* stringRedisTemplate.opsForSet()[Set（集合）]
* stringRedisTemplate.opsForHash()[Hash（散列）]
* stringRedisTemplate.opsForZSet()[ZSet（有序集合）]
*/
@Test
public void test01(){
//给redis中保存数据
//stringRedisTemplate.opsForValue().append("msg","hello");
// String msg = stringRedisTemplate.opsForValue().get("msg");
// System.out.println(msg);
// stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("mylist","1");
// stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("mylist","2");
}
//测试保存对象
@Test
public void test02(){
Employee empById = employeeMapper.getEmpById(1);
//默认如果保存对象，使用jdk序列化机制，序列化后的数据保存到redis中
//redisTemplate.opsForValue().set("emp-01",empById);
//1、将数据以json的方式保存
//(1)自己将对象转为json
//(2)redisTemplate默认的序列化规则；改变默认的序列化规则；
empRedisTemplate.opsForValue().set("emp-01",empById);
}
}
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