Spring Cache 详细讲解
Spring Cache 是 Spring 框架提供的缓存抽象层，通过统一的 API 和注解简化缓存操作，支持多种缓存实现（如 Redis、EhCache、Caffeine 等）。其核心目标是减少重复计算，提升系统性能，同时保持代码简洁性。
1. 核心概念
(1) 缓存抽象接口
Spring Cache 定义了一套标准接口，与具体缓存实现解耦：
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Cache：代表一个缓存实例（如 Redis 的一个键空间）。 -
CacheManager：管理多个Cache实例。 -
KeyGenerator：生成缓存键的策略。 -
CacheResolver：动态解析使用的缓存。
(2) 支持的缓存实现
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本地缓存：Caffeine、EhCache、ConcurrentMapCache
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分布式缓存：Redis、Memcached、Hazelcast
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其他：JCache（JSR-107）、GemFire
2. 核心注解
(1) @Cacheable
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用途：标记方法的返回值需要缓存。
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触发条件：方法执行前检查缓存，若存在则直接返回结果，否则执行方法并缓存结果。
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关键参数：
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value/cacheNames：指定缓存名称（对应CacheManager中的缓存实例）。 -
key：自定义缓存键（支持 SpEL 表达式）。 -
condition：缓存条件（满足条件才缓存）。 -
unless：排除条件（满足条件不缓存）。
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示例：
@Cacheable(value = "users", key = "#id", unless = "#result == null")
public User getUserById(Long id) {
return userRepository.findById(id).orElse(null);
}(2) @CachePut
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用途：更新缓存，无论缓存是否存在，都会执行方法并缓存结果。
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适用场景：数据更新后强制刷新缓存。
示例：
@CachePut(value = "users", key = "#user.id")
public User updateUser(User user) {
return userRepository.save(user);
}(3) @CacheEvict
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用途：删除缓存条目。
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关键参数：
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allEntries：是否清空整个缓存（默认false）。 -
beforeInvocation：是否在方法执行前清除缓存（默认false，即方法执行后清除）。
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示例：
@CacheEvict(value = "users", key = "#id")
public void deleteUser(Long id) {
userRepository.deleteById(id);
}(4) @Caching
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用途：组合多个缓存操作。
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示例：
@Caching(
cacheable = @Cacheable(value = "users", key = "#username"),
evict = @CacheEvict(value = "tokens", key = "#username")
)
public User getUserByUsername(String username) {
// ...
}(5) @CacheConfig
-
用途：在类级别统一配置缓存的公共属性（如
cacheNames、keyGenerator）。 -
示例：
@CacheConfig(cacheNames = "products")
public class ProductService {
@Cacheable
public Product getProduct(Long id) { ... }
}3. 配置与集成
(1) 启用缓存
在 Spring Boot 主类或配置类上添加 @EnableCaching：
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class MyApp { ... }
(2) 选择缓存实现
以 Caffeine（高性能本地缓存）为例：
-
添加依赖：
xml
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
<artifactId>caffeine</artifactId>
</dependency>运行 HTML
-
配置缓存策略：
yaml
# application.yml
spring:
cache:
type: caffeine
caffeine:
spec: maximumSize=500, expireAfterWrite=10m(3) 自定义 KeyGenerator
实现 KeyGenerator 接口：
public class CustomKeyGenerator implements KeyGenerator {
@Override
public Object generate(Object target, Method method, Object... params) {
return method.getName() + "_" + Arrays.toString(params);
}
}注册到 Spring 容器：
@Configuration
public class CacheConfig {
@Bean
public KeyGenerator customKeyGenerator() {
return new CustomKeyGenerator();
}
}使用自定义 KeyGenerator：
@Cacheable(value = "users", keyGenerator = "customKeyGenerator")
public User getUser(Long id) { ... }4. 高级特性
(1) 条件缓存
通过 condition 和 unless 动态控制缓存行为：
@Cacheable(value = "users", key = "#id",
condition = "#id > 1000",
unless = "#result.age < 18")
public User getUser(Long id) { ... }(2) 缓存同步
多线程环境下，使用 sync 参数同步缓存生成：
@Cacheable(value = "users", key = "#id", sync = true)
public User getUser(Long id) { ... }(3) 多级缓存
结合本地缓存与分布式缓存（如 Caffeine + Redis）：
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本地缓存用于高频访问数据。
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分布式缓存用于数据共享和持久化。
5. 最佳实践
(1) 缓存粒度控制
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细粒度缓存：缓存单个对象（如用户信息）。
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粗粒度缓存：缓存集合或复杂查询结果（需注意数据一致性）。
(2) 缓存穿透/击穿/雪崩防护
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穿透：缓存空值（
unless = "#result == null"）。 -
击穿：加锁（
sync = true）或使用分布式锁。 -
雪崩：设置随机过期时间。
(3) 数据一致性
-
写策略：使用
@CachePut或@CacheEvict保证缓存与数据库同步。 -
事务支持：将缓存操作与事务绑定（需配置
TransactionAwareCacheManagerProxy）。
6. 调试与监控
(1) 日志输出
在 application.properties 中启用缓存日志：
properties
logging.level.org.springframework.cache=TRACE(2) 监控指标
Spring Boot Actuator 提供缓存指标：
xml
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>运行 HTML
访问 /actuator/caches 查看缓存信息。
总结
Spring Cache 通过注解和抽象层简化了缓存集成，开发者只需关注业务逻辑，无需深入底层实现细节。合理使用缓存可显著提升系统性能，但需注意数据一致性和缓存策略的设计。对于复杂场景，可结合多种缓存实现（如本地缓存 + Redis）实现多级缓存架构。