SpringBoot下集成缓存工具类CacheManager
目录
3.缓存测试（caffeine）
一.自定义工具类定义
二.SpringBoot 集成开源缓存组件
1.开源缓存组件
2.缓存注解
3.缓存测试（caffeine）
1.Pom依赖
2.Yml配置（指定缓存实现类型）
3.项目启动类
4.自定义缓存配置
5.测试类
6.测试记录
一.自定义工具类定义package com.demo.utils;
import org.springframework.util.StringUtils;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* Description: 缓存工具类
* 1.部分方法未验证，如有问题请自行修改
* 2.其他方法请自行添加
*
* @Author: zhx & moon hongxu_1234@163.com
* @Date: 2022-04-07 20:54
* @version: V1.0.0
*/
public class Cache {
/**
* 屏蔽工具类的无参构造 避免工具类被实例化
*/
private Cache(){}
/**
* 缓存留存期 30min 1H 24H
*/
public static final long CACHE_HOLD_TIME_30M = 30 * 60 * 1000L;
public static final long CACHE_HOLD_TIME_1H = 2 * CACHE_HOLD_TIME_30M;
public static final long CACHE_HOLD_TIME_24H = 24 * CACHE_HOLD_TIME_1H;
public static final long CACHE_HOLD_TIME_FOREVER = -1L;
/**
* 缓存容量、最少使用容量
*/
private static final int CACHE_MAX_CAP = 1000;
private static final int CLEAN_LRU_CAP = 800;
/**
* 缓存当前大小
*/
private static AtomicInteger CACHE_CURRENT_SIZE = new AtomicInteger(0);
/**
* 缓存对象
*/
private static final Map<String,Node> CACHE_MAP = new ConcurrentHashMap<>(CACHE_MAX_CAP);
/**
* 最少使用记录
*/
private static final List<String> LRU_LIST = new LinkedList<>();
/**
* 自动清理标志位
*/
private static volatile boolean CLEAN_RUN_FLAG = false;
/**
* 默认30MIN
* @param key
* @param val
*/
public static void put(String key,Object val){
put(key,val,CACHE_HOLD_TIME_30M);
}
/**
* 添加永久缓存
* @param key
* @param val
*/
public static void putForever(String key,Object val){
put(key,val,CACHE_HOLD_TIME_FOREVER);
}
/**
* 添加缓存
* @param key
* @param val
* @param ttlTime
*/
public static void put(String key,Object val,long ttlTime){
if (!StringUtils.hasLength(key) || null == val){
return;
}
checkSize();
updateCacheLru(key);
CACHE_MAP.put(key,new Node(val,ttlTime));
}
/**
* 获取缓存信息
* @param key
* @param clazz
* @param <T>
* @return
*/
public static <T> T get(String key,Class<T> clazz){
if (!StringUtils.hasLength(key) || !CACHE_MAP.containsKey(key)){
return null;
}
updateCacheLru(key);
return (T) CACHE_MAP.get(key).getVal();
}
/**
* 更新最近使用位置
* @param key
*/
private static void updateCacheLru(String key){
synchronized (LRU_LIST){
LRU_LIST.remove(key);
LRU_LIST.add(0,key);
}
}
/**
* 删除,成功则容量-1
* @param key
*/
private static boolean remove(String key){
Node node = CACHE_MAP.remove(key);
if (null!=node){
CACHE_CURRENT_SIZE.getAndDecrement();
return true;
}
return false;
}
/**
* 检查是否超过容量,先清理过期,在清理最少使用
*/
private static void checkSize(){
if (CACHE_CURRENT_SIZE.intValue() > CACHE_MAX_CAP){
deleteTimeOut();
}
if (CACHE_CURRENT_SIZE.intValue() > CLEAN_LRU_CAP){
deleteLru();
}
}
/**
* 删除最久未使用,尾部删除
* 永久缓存不会被清除
*/
private static void deleteLru(){
synchronized (LRU_LIST){
while (LRU_LIST.size() > CLEAN_LRU_CAP){
int lastIndex = LRU_LIST.size() - 1;
String key = LRU_LIST.get(lastIndex);
if (!CACHE_MAP.get(key).isForever() && remove(key)){
LRU_LIST.remove(lastIndex);
}
}
}
}
/**
* 删除过期
*/
private static void deleteTimeOut(){
List<String> del = new LinkedList<>();
for (Map.Entry<String,Node> entry:CACHE_MAP.entrySet()){
if (entry.getValue().isExpired()){
del.add(entry.getKey());
}
}
for (String k:del){
remove(k);
}
}
/**
* 缓存是否已存在,过期则删除返回False
* @param key
* @return
*/
public static boolean contains(String key){
if (CACHE_MAP.containsKey(key)){
if (!CACHE_MAP.get(key).isExpired()){
return true;
}
if (remove(key)){
return false;
}
return true;
}
return false;
}
/**
* 清空缓存
*/
public static void clear(){
CACHE_MAP.clear();
CACHE_CURRENT_SIZE.set(0);
LRU_LIST.clear();
}
/**
* 重置自动清理标志
* @param flag
*/
public static void setCleanRunFlag(boolean flag){
CLEAN_RUN_FLAG = flag;
}
/**
* 自动清理过期缓存
*/
private static void startAutoClean(){
if (!CLEAN_RUN_FLAG){
setCleanRunFlag(true);
ScheduledExecutorService scheduledExecutor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
scheduledExecutor.scheduleAtFixedRate(()->{
try {
Cache.setCleanRunFlag(true);
while (CLEAN_RUN_FLAG){
Cache.deleteTimeOut();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
},10,Cache.CACHE_HOLD_TIME_1H, TimeUnit.SECONDS);
}
}
/**
* 缓存对象类
*/
public static class Node{
/**
* 缓存值
*/
private Object val;
/**
* 过期时间
*/
private long ttlTime;
public Node(Object val,long ttlTime){
this.val = val;
if (ttlTime<0){
this.ttlTime = ttlTime;
}else{
this.ttlTime = System.currentTimeMillis() + ttlTime;
}
}
public Object getVal(){
return this.val;
}
public boolean isExpired(){
if (this.ttlTime<0){
return false;
}
return System.currentTimeMillis() > this.ttlTime;
}
public boolean isForever(){
if (this.ttlTime<0){
return true;
}
return false;
}
}
}
二.SpringBoot 集成开源缓存组件
1.开源缓存组件
| HAZELCAST | 分布式缓存 |
| INFINISPAN | 分布式缓存 |
| COUCHBASE | 分布式缓存 |
| REDIS | 分布式缓存 |
| CAFFEINE | 本地缓存 |
| CACHE2K | 本地缓存 |
随着硬件系统系统扩展和软件升级，缓存在应用中的地位和可应用性日渐提升，SpringBoot 为此设计了一套通用缓存机制（规范）
此规范设计了两个顶层接口 Cache 和 CacheManager 即缓存和缓存管理，通过实现CacheManager 引入缓存组件，即可在SpringBoot项目内通过注解方便的设置缓存
通过 SpringBoot 的缓存自动配置类，查看其可支持哪些缓存组件的使用，部分源码如下：
//org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CacheConfigurations
static {
Map<CacheType, String> mappings = new EnumMap<>(CacheType.class);
mappings.put(CacheType.GENERIC, GenericCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.HAZELCAST, HazelcastCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.INFINISPAN, InfinispanCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.JCACHE, JCacheCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.COUCHBASE, CouchbaseCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.REDIS, RedisCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.CAFFEINE, CaffeineCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.CACHE2K, Cache2kCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.SIMPLE, SimpleCacheConfiguration.class.getName());
mappings.put(CacheType.NONE, NoOpCacheConfiguration.class.getName());
MAPPINGS = Collections.unmodifiableMap(mappings);
}
2.缓存注解
| @EenableCacheing | 启用注解式缓存的功能，一般加在项目启动类上 |
| @Cacheable | 如果存在缓存，则返回缓存信息；不存在则获取值并添加到缓存 |
| @CachePut | 添加缓存，可用于更新方法（强制将方法返回值添加到指定Key） |
| @CacheEvict | 删除缓存 |
| @Caching | 打包操作，将上面几种注解打包在一起作用 |
| @CacheConfig | 通用配置注解，如果要对某个对象设置缓存，可以将此注解标注在类上设置缓存名、主键生成器等 |
通过 SpringBoot 集成 Caffeine 进行缓存注解演示，相关版本信息参考依赖
1.Pom依赖<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>LenovoTest</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<maven.compiler.source>19</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>19</maven.compiler.target>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<spring.version>3.0.0</spring.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
<artifactId>caffeine</artifactId>
<version>3.1.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>1.18.24</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>2.0.14.graal</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
2.Yml配置（指定缓存实现类型）
server:
port: 8088
spring:
cache:
type: caffeine
custom-caffeine:
specs:
## 用户信息写入10S后过期
userInfo: maximumSize=10,expireAfterWrite=10s
## 登陆信息写入5S后过期
accessInfo: maximumSize=10,expireAfterWrite=5s
3.项目启动类
package com.demo;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
/**
* @author
* @date
* @since 1.8
*/
@EnableCaching
@SpringBootApplication
public class TestApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(TestApplication.class,args);
}
}
4.自定义缓存配置
如果不通过Yml指定缓存实现类型，则将使用默认实现
package com.demo.comfig;
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CacheAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.caffeine.CaffeineCacheManager;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
/**
* @author
* @date
* @since 1.8
*/
@Configuration
public class CustomCaffeineConfig {
/**
* 加载 Caffeine 配置
* @return
*/
@Bean(name = "caffeineProperties")
@ConfigurationProperties(prefix = "custom-caffeine.specs")
public Map<String,String> caffeineProperties(){
return new HashMap(16);
}
/**
* 自定义 CacheManager
* @param properties
* @return
*/
@Bean
@Primary
public CacheManager caffeineManager(@Qualifier("caffeineProperties") Map<String,String> properties){
CaffeineCacheManager manager = new CaffeineCacheManager();
Map.Entry<String,String> entry;
Iterator<Map.Entry<String,String>> iterator = properties.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()){
entry = iterator.next();
manager.registerCustomCache(entry.getKey(), Caffeine.from(entry.getValue()).build());
}
return manager;
}
}
5.测试类
定义一个 User 对象
package com.demo.entity;
import lombok.Data;
/**
* @author zhanghx19
* @date 2023-01-28 15:53
* @since 1.8
*/
@Data
public class UserInfo {
private String name;
private String account;
private long age;
}
定义一个 Controller 类用于测试
package com.demo.controller;
import com.demo.entity.UserInfo;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.Cache;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
/**
* @author
* @date 2023-01-28 11:36
* @since 1.8
*/
@RestController
@RequestMapping("/test")
public class TestController {
/**
* 注入缓存管理器，所有注解操作也可以直接操作管理器实现
*/
@Autowired
CacheManager cacheManager;
/**
* CachePut 强制刷新缓存
* @param id
* @param val
* @return
*/
@GetMapping("/update")
@CachePut(cacheNames = "test" ,key = "#id")
public String update(String id,String val){
//TODO Query Data By @{id}
return val;
}
/**
* Cacheable 查看缓存，存在则直接返回；否则查询数据，添加缓存并返回
* @param id
* @param val
* @return
*/
@GetMapping("/query")
@Cacheable(cacheNames = "test" ,key = "#id" )
public String query(String id,String val){
//TODO Query Data By @{id}
return val;
}
/**
* 删除注解内指定的 缓存名下的 Key
* @param id
*/
@GetMapping("/deleteTest")
@CacheEvict(cacheNames = "test",key = "#id")
public void deleteTest(String id){
}
/**
* 通过 cacheManager 删除缓存
* @param cacheNames
* @param id
*/
@GetMapping("/deleteByNameAndKet")
public void deleteByNameAndKet(String cacheNames,String id){
Cache cache = cacheManager.getCache(cacheNames);
cache.evict(id);
}
/**
* CachePut 强制缓存用户信息 且10秒后过期
* @param id
* @param val
* @return
*/
@GetMapping("/updateUser")
@CachePut(cacheNames = "userInfo" ,key = "#id")
public String updateUser(String id,String val){
return val;
}
/**
* Cacheable 10秒内缓存不更新，丢失后可刷新为当前值
* @param id
* @param val
* @return
*/
@GetMapping("/queryUser")
@Cacheable(cacheNames = "userInfo" ,key = "#id")
public String queryUser(String id,String val){
return val;
}
/**
* 缓存对象
* @param id
* @param val
* @return
*/
@GetMapping("/queryUserById")
@Cacheable(cacheNames = "userInfo" ,key = "#id")
public UserInfo getUserInfo(String id,String val){
UserInfo info = new UserInfo();
info.setAccount(id);
info.setName(val);
info.setAge(System.currentTimeMillis());
return info;
}
}
6.测试记录
启动项目，添加强制缓存
利用 Cacheable 尝试刷新缓存（返回已存在值）
删除缓存
再次利用 Cacheable 尝试刷新缓存（上面清除后则可刷新）
自动过期测试，通过 CachePut 添加用户信息
尝试用 Cacheable 刷新缓存，则 10S 后可生效
10 秒后
缓存对象信息
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