Guava Cache 本地缓存在 Spring Boot 应用中的实践

概述

在如今高并发的互联网应用中，缓存的地位举足轻重，对提升程序性能帮助不小。而 3.x 开始的 Spring 也引入了对 Cache 的支持，那对于如今发展得如火如荼的 Spring Boot 来说自然也是支持缓存特性的。当然 Spring Boot 默认使用的是 SimpleCacheConfiguration，即使用 ConcurrentMapCacheManager 来实现的缓存。但本文将讲述如何将 Guava Cache 缓存应用到 Spring Boot 应用中。

Guava Cache 是一个全内存的本地缓存实现，而且提供了线程安全机制，所以特别适合于代码中已经预料到某些值会被多次调用的场景

下文就上手来摸一摸它，结合对数据库的操作，我们让 Guava Cache 作为本地缓存来看一下效果！

注： 本文首发于 My Personal Blog：CodeSheep·程序羊，欢迎光临 小站

准备工作

• 准备好数据库和数据表并插入相应实验数据（MySQL）

比如我这里准备了一张用户表，包含几条记录：

我们将通过模拟数据库的存取操作来看看 Guava Cache 缓存加入后的效果。

搭建工程：Springboot + MyBatis + MySQL + Guava Cache

pom.xml 中添加如下依赖：

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

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

        <!--for mybatis-->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.3.2</version>
        </dependency>

        <!--for Mysql-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>

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

        <!--for guava cache-->
        <dependency>
            <groupId>com.google.guava</groupId>
            <artifactId>guava</artifactId>
            <version>27.0.1-jre</version>
        </dependency>

    </dependencies>

建立 Guava Cache 配置类

引入 Guava Cache 的配置文件 GuavaCacheConfig

@Configuration
@EnableCaching
public class GuavaCacheConfig {

    @Bean
    public CacheManager cacheManager() {
        GuavaCacheManager cacheManager = new GuavaCacheManager();
        cacheManager.setCacheBuilder(
                CacheBuilder.newBuilder().
                        expireAfterWrite(10, TimeUnit.SECONDS).
                        maximumSize(1000));
        return cacheManager;
    }
}

Guava Cache 配置十分简洁，比如上面的代码配置缓存存活时间为 10 秒，缓存最大数目为 1000 个

配置 application.properties

server.port=82

# Mysql 数据源配置
spring.datasource.url=jdbc:mysql://121.116.23.145:3306/demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=xxxxxx
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

# mybatis配置
mybatis.type-aliases-package=cn.codesheep.springbt_guava_cache.entity
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true

编写数据库操作和 Guava Cache 缓存的业务代码

• 编写 entity

public class User {

    private Long userId;
    private String userName;
    private Integer userAge;

    public Long getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(Long userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public Integer getUserAge() {
        return userAge;
    }

    public void setUserAge(Integer userAge) {
        this.userAge = userAge;
    }
}

• 编写 mapper

public interface UserMapper {

    List<User> getUsers();
    int addUser(User user);
    List<User> getUsersByName( String userName );
}

• 编写 service

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public List<User> getUsers() {
        return userMapper.getUsers();
    }

    public int addUser( User user ) {
        return userMapper.addUser(user);
    }

    @Cacheable(value = "user", key = "#userName")
    public List<User> getUsersByName( String userName ) {
        List<User> users = userMapper.getUsersByName( userName );
        System.out.println( "从数据库读取，而非读取缓存！" );
        return users;
    }
}

看得很明白了，我们在 getUsersByName 接口上添加了注解：@Cacheable。这是 缓存的使用注解之一，除此之外常用的还有 @CachePut 和 @CacheEvit，分别简单介绍一下：

1. @Cacheable：配置在 getUsersByName 方法上表示其返回值将被加入缓存。同时在查询时，会先从缓存中获取，若不存在才再发起对数据库的访问
2. @CachePut：配置于方法上时，能够根据参数定义条件来进行缓存，其与 @Cacheable 不同的是使用 @CachePut 标注的方法在执行前不会去检查缓存中是否存在之前执行过的结果，而是每次都会执行该方法，并将执行结果以键值对的形式存入指定的缓存中，所以主要用于数据新增和修改操作上
3. @CacheEvict：配置于方法上时，表示从缓存中移除相应数据。

• 编写 controller

@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    CacheManager cacheManager;

    @RequestMapping( value = "/getusersbyname", method = RequestMethod.POST)
    public List<User> geUsersByName( @RequestBody User user ) {
        System.out.println( "-------------------------------------------" );
        System.out.println("call /getusersbyname");
        System.out.println(cacheManager.toString());
        List<User> users = userService.getUsersByName( user.getUserName() );
        return users;
    }

}

改造 Spring Boot 应用主类

主要是在启动类上通过 @EnableCaching 注解来显式地开启缓存功能

@SpringBootApplication
@MapperScan("cn.codesheep.springbt_guava_cache")
@EnableCaching
public class SpringbtGuavaCacheApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbtGuavaCacheApplication.class, args);
    }
}

最终完工的整个工程的结构如下：

实际实验

通过多次向接口 localhost:82/getusersbyname POST 数据来观察效果：

可以看到缓存的启用和失效时的效果如下所示（上文 Guava Cache 的配置文件中设置了缓存 user 的实效时间为 10s）：

怎么样，缓存的作用还是很明显的吧！

后 记

由于能力有限，若有错误或者不当之处，还请大家批评指正，一起学习交流！

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