详解springboot整合ehcache实现缓存机制

EhCache 是一个纯Java的进程内缓存框架，具有快速、精干等特点，是Hibernate中默认的CacheProvider。

ehcache提供了多种缓存策略，主要分为内存和磁盘两级，所以无需担心容量问题。

spring-boot是一个快速的集成框架，其设计目的是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。该框架使用了特定的方式来进行配置，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。

由于spring-boot无需任何样板化的配置文件，所以spring-boot集成一些其他框架时会有略微的不同。

1.spring-boot是一个通过maven管理的jar包的框架，集成ehcache需要的依赖如下

<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
   <artifactId>spring-context-support</artifactId>
</dependency>
<dependency>
     <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
   <artifactId>ehcache</artifactId>
     <version>2.8.3</version>
</dependency>

具体pom.xml文件如下

<?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>com.lclc.boot</groupId>
  <artifactId>boot-cache</artifactId>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  <!-- Inherit defaults from Spring Boot -->
  <parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>1.1.3.RELEASE</version>
  </parent>
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>mysql</groupId>
      <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>com.google.guava</groupId>
      <artifactId>guava</artifactId>
      <version>17.0</version>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-context-support</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
      <artifactId>ehcache</artifactId>
      <version>2.8.3</version>
    </dependency>
  </dependencies>

  <dependencyManagement>
    <dependencies>
    </dependencies>
  </dependencyManagement>

  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>

  <repositories>
    <repository>
      <id>spring-snapshots</id>
      <url>http://repo.spring.io/snapshot</url>
      <snapshots>
        <enabled>true</enabled>
      </snapshots>
    </repository>
    <repository>
      <id>spring-milestones</id>
      <url>http://repo.spring.io/milestone</url>
    </repository>
  </repositories>
  <pluginRepositories>
    <pluginRepository>
      <id>spring-snapshots</id>
      <url>http://repo.spring.io/snapshot</url>
    </pluginRepository>
    <pluginRepository>
      <id>spring-milestones</id>
      <url>http://repo.spring.io/milestone</url>
    </pluginRepository>
  </pluginRepositories>
</project>

2.使用ehcache，我们需要一个ehcache.xml来定义一些cache的属性。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
 updateCheck="false">
     <diskStore path="java.io.tmpdir/Tmp_EhCache" />
      <defaultCache eternal="false" maxElementsInMemory="1000" overflowToDisk="false" diskPersistent="false"
  timeToIdleSeconds="0" timeToLiveSeconds="600" memoryStoreEvictionPolicy="LRU" />

      <cache name="demo" eternal="false" maxElementsInMemory="100" overflowToDisk="false" diskPersistent="false"
  timeToIdleSeconds="0" timeToLiveSeconds="300" memoryStoreEvictionPolicy="LRU" />

</ehcache>

解释下这个xml文件中的标签。

(1).diskStore： 为缓存路径，ehcache分为内存和磁盘两级，此属性定义磁盘的缓存位置。参数解释如下：　　　　

1. user.home – 用户主目录
2. user.dir  – 用户当前工作目录
3. java.io.tmpdir – 默认临时文件路径

(2).defaultCache：默认缓存策略，当ehcache找不到定义的缓存时，则使用这个缓存策略。只能定义一个。

 (3).cache：自定缓存策略，为自定义的缓存策略。参数解释如下：

1. cache元素的属性：   
2. name：缓存名称                  
3. maxElementsInMemory：内存中最大缓存对象数                  
4. maxElementsOnDisk：硬盘中最大缓存对象数，若是0表示无穷大                  
5. eternal：true表示对象永不过期，此时会忽略timeToIdleSeconds和timeToLiveSeconds属性，默认为false                
6. overflowToDisk：true表示当内存缓存的对象数目达到了maxElementsInMemory界限后，会把溢出的对象写到硬盘缓存中。注意：如果缓存的对象要写入到硬盘中的话，则该对象必须实现了Serializable接口才行。                  
7. diskSpoolBufferSizeMB：磁盘缓存区大小，默认为30MB。每个Cache都应该有自己的一个缓存区。               
8. diskPersistent：是否缓存虚拟机重启期数据                  
9. diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认为120秒     
10. timeToIdleSeconds： 设定允许对象处于空闲状态的最长时间，以秒为单位。当对象自从最近一次被访问后，如果处于空闲状态的时间超过了timeToIdleSeconds属性值，这个对象就会过期，EHCache将把它从缓存中清空。只有当eternal属性为false，该属性才有效。如果该属性值为0，则表示对象可以无限期地处于空闲状态                  
11. timeToLiveSeconds：设定对象允许存在于缓存中的最长时间，以秒为单位。当对象自从被存放到缓存中后，如果处于缓存中的时间超过了 timeToLiveSeconds属性值，这个对象就会过期，EHCache将把它从缓存中清除。只有当eternal属性为false，该属性才有效。如果该属性值为0，则表示对象可以无限期地存在于缓存中。timeToLiveSeconds必须大于timeToIdleSeconds属性，才有意义     
12. memoryStoreEvictionPolicy：当达到maxElementsInMemory限制时，Ehcache将会根据指定的策略去清理内存。可选策略有：LRU（最近最少使用，默认策略）、FIFO（先进先出）、LFU（最少访问次数）。  

SpringBoot支持很多种缓存方式：redis、guava、ehcahe、jcache等等。

 说明下redis和ehcache的区别：

Redis：属于独立的运行程序，需要单独安装后，使用Java中的Jedis来操纵。因为它是独立，所以如果你写个单元测试程序，放一些数据在Redis中，然后又写一个程序去拿数据，那么是可以拿到这个数据的。，
ehcache：与Redis明显不同，它与java程序是绑在一起的，java程序活着，它就活着。譬如，写一个独立程序放数据，再写一个独立程序拿数据，那么是拿不到数据的。只能在独立程序中才能拿到数据。

3.将ehcache的管理器暴露给spring的上下文容器，

@Configuration
// 标注启动了缓存
@EnableCaching
public class CacheConfiguration {

  /*
   * ehcache 主要的管理器
   */
  @Bean(name = "appEhCacheCacheManager")
  public EhCacheCacheManager ehCacheCacheManager(EhCacheManagerFactoryBean bean){
    return new EhCacheCacheManager (bean.getObject ());
  }

  /*
   * 据shared与否的设置,Spring分别通过CacheManager.create()或new CacheManager()方式来创建一个ehcache基地.
   */
  @Bean
  public EhCacheManagerFactoryBean ehCacheManagerFactoryBean(){
    EhCacheManagerFactoryBean cacheManagerFactoryBean = new EhCacheManagerFactoryBean ();
    cacheManagerFactoryBean.setConfigLocation (new ClassPathResource ("conf/ehcache-app.xml"));
    cacheManagerFactoryBean.setShared (true);
    return cacheManagerFactoryBean;
  }
}

@Configuration：为spring-boot注解，主要标注此为配置类，优先扫描。

@Bean：向spring容器中加入bean。

至此所有的配置都做好了，通过spring-boot进行集成框架就是这么简单。

4.使用ehcache

使用ehcache主要通过spring的缓存机制，上面我们将spring的缓存机制使用了ehcache进行实现，所以使用方面就完全使用spring缓存机制就行了。

具体牵扯到几个注解：

@Cacheable：负责将方法的返回值加入到缓存中，参数3
@CacheEvict：负责清除缓存，参数4

参数解释：

1. value：缓存位置名称，不能为空，如果使用EHCache，就是ehcache.xml中声明的cache的name
2. key：缓存的key，默认为空，既表示使用方法的参数类型及参数值作为key，支持SpEL
3. condition：触发条件，只有满足条件的情况才会加入缓存，默认为空，既表示全部都加入缓存，支持SpEL
4. allEntries：CacheEvict参数，true表示清除value中的全部缓存，默认为false

不多说，直接上代码：

@Service
public class CacheDemoServiceImpl implements CacheDemoService {
  /**
   * 缓存的key
   */
  public static final String THING_ALL_KEY  = "\"thing_all\"";
  /**
   * value属性表示使用哪个缓存策略，缓存策略在ehcache.xml
   */
  public static final String DEMO_CACHE_NAME = "demo";
  @CacheEvict(value = DEMO_CACHE_NAME,key = THING_ALL_KEY)
  @Override
  public void create(Thing thing){
    Long id = getNextId ();
    thing.setId (id);
    data.put (id, thing);
  }

   @Cacheable(value = DEMO_CACHE_NAME,key = "#thing.getId()+'thing'")
  @Override
  public Thing findById(Long id){
    System.err.println ("没有走缓存！" + id);
    return data.get (id);
  }

  @Cacheable(value = DEMO_CACHE_NAME,key = THING_ALL_KEY)
  @Override
  public List<Thing> findAll(){
    return Lists.newArrayList (data.values ());
  }

  @Override
  @CachePut(value = DEMO_CACHE_NAME,key = "#thing.getId()+'thing'")
  @CacheEvict(value = DEMO_CACHE_NAME,key = THING_ALL_KEY)
  public Thing update(Thing thing){
    System.out.println (thing);
    data.put (thing.getId (), thing);
    return thing;
  }

  @CacheEvict(value = DEMO_CACHE_NAME)
  @Override
  public void delete(Long id){
    data.remove (id);
  }
}

 5.只需要通过注解在service层方法上打注解便可以使用缓存，在find**上存入缓存，在delete**,update**上清除缓存。

Cache注解详解

@CacheConfig：主要用于配置该类中会用到的一些共用的缓存配置。在这里@CacheConfig(cacheNames = "users")：配置了该数据访问对象中返回的内容将存储于名为users的缓存对象中，我们也可以不使用该注解，直接通过@Cacheable自己配置缓存集的名字来定义。

@Cacheable：配置了findByName函数的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。该注解主要有下面几个参数：

1. value、cacheNames：两个等同的参数（cacheNames为Spring 4新增，作为value的别名），用于指定缓存存储的集合名。由于Spring 4中新增了@CacheConfig，因此在Spring 3中原本必须有的value属性，也成为非必需项了
2. key：缓存对象存储在Map集合中的key值，非必需，缺省按照函数的所有参数组合作为key值，若自己配置需使用SpEL表达式，比如：@Cacheable(key = "#p0")：使用函数第一个参数作为缓存的key值，更多关于SpEL表达式的详细内容可参考官方文档
3. condition：缓存对象的条件，非必需，也需使用SpEL表达式，只有满足表达式条件的内容才会被缓存，比如：@Cacheable(key = "#p0", condition = "#p0.length() < 3")，表示只有当第一个参数的长度小于3的时候才会被缓存，若做此配置上面的AAA用户就不会被缓存，读者可自行实验尝试。
4. unless：另外一个缓存条件参数，非必需，需使用SpEL表达式。它不同于condition参数的地方在于它的判断时机，该条件是在函数被调用之后才做判断的，所以它可以通过对result进行判断。
5. keyGenerator：用于指定key生成器，非必需。若需要指定一个自定义的key生成器，我们需要去实现org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator接口，并使用该参数来指定。需要注意的是：该参数与key是互斥的
6. cacheManager：用于指定使用哪个缓存管理器，非必需。只有当有多个时才需要使用
7. cacheResolver：用于指定使用那个缓存解析器，非必需。需通过org.springframework.cache.interceptor.CacheResolver接口来实现自己的缓存解析器，并用该参数指定。

除了这里用到的两个注解之外，还有下面几个核心注解：

@CachePut：配置于函数上，能够根据参数定义条件来进行缓存，它与@Cacheable不同的是，它每次都会真是调用函数，所以主要用于数据新增和修改操作上。它的参数与@Cacheable类似，具体功能可参考上面对@Cacheable参数的解析

@CacheEvict：配置于函数上，通常用在删除方法上，用来从缓存中移除相应数据。除了同@Cacheable一样的参数之外，它还有下面两个参数：

1.  allEntries：非必需，默认为false。当为true时，会移除所有数据
2. beforeInvocation：非必需，默认为false，会在调用方法之后移除数据。当为true时，会在调用方法之前移除数据。

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