• SpringBoot2.x拥抱本地缓存之王Caffeine

    Java技术架构

    作者：超级小豆丁来源：http://www.mydlq.club/article/56/

    环境配置：

    • JDK 版本：1.8
    • Caffeine 版本：2.8.0
    • SpringBoot 版本：2.2.2.RELEASE

    一、本地缓存介绍

    缓存在日常开发中启动至关重要的作用，由于是存储在内存中，数据的读取速度是非常快的，能大量减少对数据库的访问，减少数据库的压力。

    之前介绍过 Redis 这种 NoSql 作为缓存组件，它能够很好地作为分布式缓存组件提供多个服务间的缓存，但是 Redis 这种还是需要网络开销，增加时耗。

    本地缓存是直接从本地内存中读取，没有网络开销，例如秒杀系统或者数据量小的缓存等，比远程缓存更合适。

    二、缓存组件 Caffeine 介绍

    按 Caffeine Github 文档描述，Caffeine 是基于 JAVA 8 的高性能缓存库。

    并且在 Spring5 (Spring Boot 2.x) 后，Spring 官方放弃了 Guava，而使用了性能更优秀的 Caffeine 作为默认缓存组件。

    1、Caffeine 性能

    可以通过下图观测到，在下面缓存组件中 Caffeine 性能是其中最好的。

    2、Caffeine 配置说明

    注意：

    • weakValues 和 softValues 不可以同时使用。
    • maximumSize 和 maximumWeight 不可以同时使用。
    • expireAfterWrite 和 expireAfterAccess 同事存在时，以 expireAfterWrite 为准。

    3、软引用与弱引用

    • 软引用： 如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。
    • 弱引用： 弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存
    1. // 软引用
    2. Caffeine.newBuilder().softValues().build();
    3.  
    4. // 弱引用
    5. Caffeine.newBuilder().weakKeys().weakValues().build();

    三、SpringBoot 集成 Caffeine 两种方式

    SpringBoot 有两种使用 Caffeine 作为缓存的方式：

    方式一： 直接引入 Caffeine 依赖，然后使用 Caffeine 方法实现缓存。

    方式二： 引入 Caffeine 和 Spring Cache 依赖，使用 SpringCache 注解方法实现缓存。

    关注公众号Java技术栈，回复：面试，可以获取我整理的 Spring Boot 系列面试题和答案。下面将介绍下，这两种集成方式都是如何实现的。

    Spring Boot 基础就不介绍了，推荐看下这个教程：

    https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

    四、SpringBoot 集成 Caffeine 方式一

    1、Maven 引入相关依赖

    1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    2. <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    3.          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    4.     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    5.  
    6.     <parent>
    7.         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    8.         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    9.         <version>2.2.2.RELEASE</version>
    10.     </parent>
    11.  
    12.     <groupId>mydlq.club</groupId>
    13.     <artifactId>springboot-caffeine-cache-example-1</artifactId>
    14.     <version>0.0.1</version>
    15.     <name>springboot-caffeine-cache-example-1</name>
    16.     <description>Demo project for Spring Boot Cache</description>
    17.  
    18.     <properties>
    19.         <java.version>1.8</java.version>
    20.     </properties>
    21.  
    22.     <dependencies>
    23.         <dependency>
    24.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    25.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    26.         </dependency>
    27.         <dependency>
    28.             <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
    29.             <artifactId>caffeine</artifactId>
    30.         </dependency>
    31.         <dependency>
    32.             <groupId>org.projectlombok</groupId>
    33.             <artifactId>lombok</artifactId>
    34.         </dependency>
    35.     </dependencies>
    36.  
    37.     <build>
    38.         <plugins>
    39.             <plugin>
    40.                 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    41.                 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    42.             </plugin>
    43.         </plugins>
    44.     </build>
    45.  
    46. </project>

    2、配置缓存配置类

    1. import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
    2. import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;
    3. import org.springframework.context.annotation.Bean;
    4. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    5. import java.util.concurrent.TimeUnit;
    6.  
    7. @Configuration
    8. public class CacheConfig {
    9.  
    10.     @Bean
    11.     public Cache<String, Object> caffeineCache() {
    12.         return Caffeine.newBuilder()
    13.                 // 设置最后一次写入或访问后经过固定时间过期
    14.                 .expireAfterWrite(60, TimeUnit.SECONDS)
    15.                 // 初始的缓存空间大小
    16.                 .initialCapacity(100)
    17.                 // 缓存的最大条数
    18.                 .maximumSize(1000)
    19.                 .build();
    20.     }
    21.  
    22. }

    3、定义测试的实体对象

    1. import lombok.Data;
    2. import lombok.ToString;
    3.  
    4. @Data
    5. @ToString
    6. public class UserInfo {
    7.     private Integer id;
    8.     private String name;
    9.     private String sex;
    10.     private Integer age;
    11. }

    4、定义服务接口类和实现类

    UserInfoService

    1. import mydlq.club.example.entity.UserInfo;
    2.  
    3. public interface UserInfoService {
    4.  
    5.     /**
    6.      * 增加用户信息
    7.      *
    8.      * @param userInfo 用户信息
    9.      */
    10.     void addUserInfo(UserInfo userInfo);
    11.  
    12.     /**
    13.      * 获取用户信息
    14.      *
    15.      * @param id 用户ID
    16.      * @return 用户信息
    17.      */
    18.     UserInfo getByName(Integer id);
    19.  
    20.     /**
    21.      * 修改用户信息
    22.      *
    23.      * @param userInfo 用户信息
    24.      * @return 用户信息
    25.      */
    26.     UserInfo updateUserInfo(UserInfo userInfo);
    27.  
    28.     /**
    29.      * 删除用户信息
    30.      *
    31.      * @param id 用户ID
    32.      */
    33.     void deleteById(Integer id);
    34.  
    35. }

    UserInfoServiceImpl

    1. import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
    2. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    3. import mydlq.club.example.entity.UserInfo;
    4. import mydlq.club.example.service.UserInfoService;
    5. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    6. import org.springframework.stereotype.Service;
    7. import org.springframework.util.StringUtils;
    8. import java.util.HashMap;
    9.  
    10. @Slf4j
    11. @Service
    12. public class UserInfoServiceImpl implements UserInfoService {
    13.  
    14.     /**
    15.      * 模拟数据库存储数据
    16.      */
    17.     private HashMap<Integer, UserInfo> userInfoMap = new HashMap<>();
    18.  
    19.     @Autowired
    20.     Cache<String, Object> caffeineCache;
    21.  
    22.     @Override
    23.     public void addUserInfo(UserInfo userInfo) {
    24.         log.info("create");
    25.         userInfoMap.put(userInfo.getId(), userInfo);
    26.         // 加入缓存
    27.         caffeineCache.put(String.valueOf(userInfo.getId()),userInfo);
    28.     }
    29.  
    30.     @Override
    31.     public UserInfo getByName(Integer id) {
    32.         // 先从缓存读取
    33.         caffeineCache.getIfPresent(id);
    34.         UserInfo userInfo = (UserInfo) caffeineCache.asMap().get(String.valueOf(id));
    35.         if (userInfo != null){
    36.             return userInfo;
    37.         }
    38.         // 如果缓存中不存在，则从库中查找
    39.         log.info("get");
    40.         userInfo = userInfoMap.get(id);
    41.         // 如果用户信息不为空，则加入缓存
    42.         if (userInfo != null){
    43.             caffeineCache.put(String.valueOf(userInfo.getId()),userInfo);
    44.         }
    45.         return userInfo;
    46.     }
    47.  
    48.     @Override
    49.     public UserInfo updateUserInfo(UserInfo userInfo) {
    50.         log.info("update");
    51.         if (!userInfoMap.containsKey(userInfo.getId())) {
    52.             return null;
    53.         }
    54.         // 取旧的值
    55.         UserInfo oldUserInfo = userInfoMap.get(userInfo.getId());
    56.         // 替换内容
    57.         if (!StringUtils.isEmpty(oldUserInfo.getAge())) {
    58.             oldUserInfo.setAge(userInfo.getAge());
    59.         }
    60.         if (!StringUtils.isEmpty(oldUserInfo.getName())) {
    61.             oldUserInfo.setName(userInfo.getName());
    62.         }
    63.         if (!StringUtils.isEmpty(oldUserInfo.getSex())) {
    64.             oldUserInfo.setSex(userInfo.getSex());
    65.         }
    66.         // 将新的对象存储，更新旧对象信息
    67.         userInfoMap.put(oldUserInfo.getId(), oldUserInfo);
    68.         // 替换缓存中的值
    69.         caffeineCache.put(String.valueOf(oldUserInfo.getId()),oldUserInfo);
    70.         return oldUserInfo;
    71.     }
    72.  
    73.     @Override
    74.     public void deleteById(Integer id) {
    75.         log.info("delete");
    76.         userInfoMap.remove(id);
    77.         // 从缓存中删除
    78.         caffeineCache.asMap().remove(String.valueOf(id));
    79.     }
    80.  
    81. }

    5、测试的 Controller 类

    1. import mydlq.club.example.entity.UserInfo;
    2. import mydlq.club.example.service.UserInfoService;
    3. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    4. import org.springframework.web.bind.annotation.*;
    5.  
    6. @RestController
    7. @RequestMapping
    8. public class UserInfoController {
    9.  
    10.     @Autowired
    11.     private UserInfoService userInfoService;
    12.  
    13.     @GetMapping("/userInfo/{id}")
    14.     public Object getUserInfo(@PathVariable Integer id) {
    15.         UserInfo userInfo = userInfoService.getByName(id);
    16.         if (userInfo == null) {
    17.             return "没有该用户";
    18.         }
    19.         return userInfo;
    20.     }
    21.  
    22.     @PostMapping("/userInfo")
    23.     public Object createUserInfo(@RequestBody UserInfo userInfo) {
    24.         userInfoService.addUserInfo(userInfo);
    25.         return "SUCCESS";
    26.     }
    27.  
    28.     @PutMapping("/userInfo")
    29.     public Object updateUserInfo(@RequestBody UserInfo userInfo) {
    30.         UserInfo newUserInfo = userInfoService.updateUserInfo(userInfo);
    31.         if (newUserInfo == null){
    32.             return "不存在该用户";
    33.         }
    34.         return newUserInfo;
    35.     }
    36.  
    37.     @DeleteMapping("/userInfo/{id}")
    38.     public Object deleteUserInfo(@PathVariable Integer id) {
    39.         userInfoService.deleteById(id);
    40.         return "SUCCESS";
    41.     }
    42.  
    43. }

    五、SpringBoot 集成 Caffeine 方式二

    1、Maven 引入相关依赖

    1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    2. <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    3.          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    4.     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    5.  
    6.     <parent>
    7.         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    8.         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    9.         <version>2.2.2.RELEASE</version>
    10.     </parent>
    11.  
    12.     <groupId>mydlq.club</groupId>
    13.     <artifactId>springboot-caffeine-cache-example-2</artifactId>
    14.     <version>0.0.1</version>
    15.     <name>springboot-caffeine-cache-example-2</name>
    16.     <description>Demo project for Spring Boot caffeine</description>
    17.  
    18.     <properties>
    19.         <java.version>1.8</java.version>
    20.     </properties>
    21.  
    22.     <dependencies>
    23.         <dependency>
    24.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    25.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    26.         </dependency>
    27.         <dependency>
    28.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    29.             <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
    30.         </dependency>
    31.         <dependency>
    32.             <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
    33.             <artifactId>caffeine</artifactId>
    34.         </dependency>
    35.         <dependency>
    36.             <groupId>org.projectlombok</groupId>
    37.             <artifactId>lombok</artifactId>
    38.         </dependency>
    39.     </dependencies>
    40.  
    41.     <build>
    42.         <plugins>
    43.             <plugin>
    44.                 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    45.                 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    46.             </plugin>
    47.         </plugins>
    48.     </build>
    49.  
    50. </project>

    2、配置缓存配置类

    1. @Configuration
    2. public class CacheConfig {
    3.  
    4.     /**
    5.      * 配置缓存管理器
    6.      *
    7.      * @return 缓存管理器
    8.      */
    9.     @Bean("caffeineCacheManager")
    10.     public CacheManager cacheManager() {
    11.         CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager();
    12.         cacheManager.setCaffeine(Caffeine.newBuilder()
    13.                 // 设置最后一次写入或访问后经过固定时间过期
    14.                 .expireAfterAccess(60, TimeUnit.SECONDS)
    15.                 // 初始的缓存空间大小
    16.                 .initialCapacity(100)
    17.                 // 缓存的最大条数
    18.                 .maximumSize(1000));
    19.         return cacheManager;
    20.     }
    21.  
    22. }

    3、定义测试的实体对象

    1. @Data
    2. @ToString
    3. public class UserInfo {
    4.     private Integer id;
    5.     private String name;
    6.     private String sex;
    7.     private Integer age;
    8. }

    4、定义服务接口类和实现类

    服务接口：

    1. import mydlq.club.example.entity.UserInfo;
    2.  
    3. public interface UserInfoService {
    4.  
    5.     /**
    6.      * 增加用户信息
    7.      *
    8.      * @param userInfo 用户信息
    9.      */
    10.     void addUserInfo(UserInfo userInfo);
    11.  
    12.     /**
    13.      * 获取用户信息
    14.      *
    15.      * @param id 用户ID
    16.      * @return 用户信息
    17.      */
    18.     UserInfo getByName(Integer id);
    19.  
    20.     /**
    21.      * 修改用户信息
    22.      *
    23.      * @param userInfo 用户信息
    24.      * @return 用户信息
    25.      */
    26.     UserInfo updateUserInfo(UserInfo userInfo);
    27.  
    28.     /**
    29.      * 删除用户信息
    30.      *
    31.      * @param id 用户ID
    32.      */
    33.     void deleteById(Integer id);
    34.  
    35. }

    服务实现类

    1. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    2. import mydlq.club.example.entity.UserInfo;
    3. import mydlq.club.example.service.UserInfoService;
    4. import org.springframework.cache.annotation.CacheConfig;
    5. import org.springframework.cache.annotation.CacheEvict;
    6. import org.springframework.cache.annotation.CachePut;
    7. import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
    8. import org.springframework.stereotype.Service;
    9. import org.springframework.util.StringUtils;
    10. import java.util.HashMap;
    11.  
    12. @Slf4j
    13. @Service
    14. @CacheConfig(cacheNames = "caffeineCacheManager")
    15. public class UserInfoServiceImpl implements UserInfoService {
    16.  
    17.     /**
    18.      * 模拟数据库存储数据
    19.      */
    20.     private HashMap<Integer, UserInfo> userInfoMap = new HashMap<>();
    21.  
    22.     @Override
    23.     @CachePut(key = "#userInfo.id")
    24.     public void addUserInfo(UserInfo userInfo) {
    25.         log.info("create");
    26.         userInfoMap.put(userInfo.getId(), userInfo);
    27.     }
    28.  
    29.     @Override
    30.     @Cacheable(key = "#id")
    31.     public UserInfo getByName(Integer id) {
    32.         log.info("get");
    33.         return userInfoMap.get(id);
    34.     }
    35.  
    36.     @Override
    37.     @CachePut(key = "#userInfo.id")
    38.     public UserInfo updateUserInfo(UserInfo userInfo) {
    39.         log.info("update");
    40.         if (!userInfoMap.containsKey(userInfo.getId())) {
    41.             return null;
    42.         }
    43.         // 取旧的值
    44.         UserInfo oldUserInfo = userInfoMap.get(userInfo.getId());
    45.         // 替换内容
    46.         if (!StringUtils.isEmpty(oldUserInfo.getAge())) {
    47.             oldUserInfo.setAge(userInfo.getAge());
    48.         }
    49.         if (!StringUtils.isEmpty(oldUserInfo.getName())) {
    50.             oldUserInfo.setName(userInfo.getName());
    51.         }
    52.         if (!StringUtils.isEmpty(oldUserInfo.getSex())) {
    53.             oldUserInfo.setSex(userInfo.getSex());
    54.         }
    55.         // 将新的对象存储，更新旧对象信息
    56.         userInfoMap.put(oldUserInfo.getId(), oldUserInfo);
    57.         // 返回新对象信息
    58.         return oldUserInfo;
    59.     }
    60.  
    61.     @Override
    62.     @CacheEvict(key = "#id")
    63.     public void deleteById(Integer id) {
    64.         log.info("delete");
    65.         userInfoMap.remove(id);
    66.     }
    67.  
    68. }

    5、测试的 Controller 类

    1. import mydlq.club.example.entity.UserInfo;
    2. import mydlq.club.example.service.UserInfoService;
    3. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    4. import org.springframework.web.bind.annotation.*;
    5.  
    6. @RestController
    7. @RequestMapping
    8. public class UserInfoController {
    9.  
    10.     @Autowired
    11.     private UserInfoService userInfoService;
    12.  
    13.     @GetMapping("/userInfo/{id}")
    14.     public Object getUserInfo(@PathVariable Integer id) {
    15.         UserInfo userInfo = userInfoService.getByName(id);
    16.         if (userInfo == null) {
    17.             return "没有该用户";
    18.         }
    19.         return userInfo;
    20.     }
    21.  
    22.     @PostMapping("/userInfo")
    23.     public Object createUserInfo(@RequestBody UserInfo userInfo) {
    24.         userInfoService.addUserInfo(userInfo);
    25.         return "SUCCESS";
    26.     }
    27.  
    28.     @PutMapping("/userInfo")
    29.     public Object updateUserInfo(@RequestBody UserInfo userInfo) {
    30.         UserInfo newUserInfo = userInfoService.updateUserInfo(userInfo);
    31.         if (newUserInfo == null){
    32.             return "不存在该用户";
    33.         }
    34.         return newUserInfo;
    35.     }
    36.  
    37.     @DeleteMapping("/userInfo/{id}")
    38.     public Object deleteUserInfo(@PathVariable Integer id) {
    39.         userInfoService.deleteById(id);
    40.         return "SUCCESS";
    41.     }
    42.  
    43. }
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_55849656/article/details/125412577