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Spring Boot 缓存技术

news 2025/10/1 7:02:58

Spring Boot 缓存技术

1. 缓存基础概念

1.1 缓存的作用

缓存是一种通过存储数据副本以提升系统性能的技术手段。其核心价值体现在：

减少数据库访问压力：通过内存存储热点数据
提升响应速度：避免重复计算或网络请求
降低系统延迟：实现数据的快速读取

1.2 缓存生命周期

缓存数据的生命周期包含以下阶段：

数据写入：将原始数据存入缓存
数据读取：从缓存中获取数据
数据失效：根据策略清除过期数据
数据更新：同步更新缓存与数据源

2. Spring Boot 缓存实现

2.1 缓存技术栈

Spring Boot 提供了开箱即用的缓存支持，其技术栈包含：

缓存容器：基于 ConcurrentHashMap 实现的本地缓存
注解支持：通过 @EnableCaching 和 @Cacheable 实现声明式缓存
缓存管理：支持缓存的增删改查操作

2.2 缓存配置步骤

2.2.1 引入依赖

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

2.2.2 启用缓存

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {// 缓存配置类
}

2.2.3 声明式缓存

@Service
public class UserService {@Cacheable(value = "userCache", key = "#id")public User getUserById(Long id) {// 实际从数据库查询逻辑return userRepository.findById(id).orElse(null);}
}

2.3 缓存操作详解

2.3.1 缓存注解参数说明

参数名	说明
value	缓存名称（空间）
key	缓存键值表达式（支持SpEL）
expire	缓存过期时间（单位：秒）
unless	缓存失效条件（表达式）

2.3.2 缓存行为流程

首次调用：执行方法体，将结果存入缓存
后续调用：直接从缓存获取数据
数据更新：通过 @CachePut 更新缓存
数据删除：通过 @CacheEvict 清除缓存

3. 缓存配置与优化

3.1 缓存策略配置

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {@Beanpublic CacheManager cacheManager() {return new ConcurrentMapCacheManager("userCache", "orderCache");}
}

3.2 缓存性能优化

合理设置缓存粒度：避免过度缓存导致内存溢出
使用缓存穿透防护：对空值设置短暂过期时间
实现缓存降级：在缓存不可用时切换到本地内存存储
监控缓存命中率：通过 CacheMetrics 监控系统性能

4. 缓存技术扩展

4.1 第三方缓存集成

Spring Boot 支持多种缓存技术的扩展，包括：

Redis：分布式缓存解决方案
Caffeine：本地高性能缓存库
Ehcache：支持分布式缓存的框架

4.1.1 Redis 集成示例

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

spring:redis:host: localhostport: 6379lettuce:pool:max-active: 8max-idle: 8min-idle: 2max-wait: 1000ms

4.2 缓存淘汰策略

常见的缓存淘汰策略包括：

LRU（最近最少使用）：移除最久未使用的数据
LFU（最不经常使用）：移除使用频率最低的数据
FIFO（先进先出）：按插入顺序移除数据
TTL（时间过期）：基于预设时间自动清除数据

5. 缓存应用场景

5.1 典型使用场景

场景	描述
高频查询	缓存用户信息、商品信息等
计算密集型任务	缓存复杂计算结果
分布式锁	通过缓存实现分布式锁机制
限流降级	通过缓存实现请求限流策略