springboot中如何使用自定义两级缓存

  工作中用到了springboot的缓存,使用起来挺方便的,直接引入redis或者ehcache这些缓存依赖包和相关缓存的starter依赖包,然后在启动类中加入@EnableCaching注解,然后在需要的地方就可以使用@Cacheable和@CacheEvict使用和删除缓存了。这个使用很简单,相信用过springboot缓存的都会玩,这里就不再多说了。美中不足的是,springboot使用了插件式的集成方式,虽然用起来很方便,但是当你集成ehcache的时候就是用ehcache,集成redis的时候就是用redis。如果想两者一起用,ehcache作为本地一级缓存,redis作为集成式的二级缓存,使用默认的方式据我所知是没法实现的(如果有高人可以实现,麻烦指点下我)。毕竟很多服务需要多点部署,如果单独选择ehcache可以很好地实现本地缓存,但是如果在多机之间共享缓存又需要比较费时的折腾,如果选用集中式的redis缓存,因为每次取数据都要走网络,总感觉性能不会太好。

  为了不要侵入springboot原本使用缓存的方式,这里自己定义了两个缓存相关的注解,如下

    @Target({ElementType.METHOD})    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)    public @interface Cacheable {        String value() default "";        String key() default "";        //泛型的Class类型        Class<?> type() default Exception.class;    }        @Target({ElementType.METHOD})    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)    public @interface CacheEvict {        String value() default "";        String key() default "";    }

  如上两个注解和spring中缓存的注解基本一致,只是去掉了一些不常用的属性。说到这里,不知道有没有朋友注意过,当你在springboot中单独使用redis缓存的时候,Cacheable和CacheEvict注解的value属性,实际上在redis中变成了一个zset类型的值的key,而且这个zset里面还是空的,比如@Cacheable(value=”cache1″,key=”key1″),正常情况下redis中应该是出现cache1 -> map(key1,value1)这种形式,其中cache1作为缓存名称,map作为缓存的值,key作为map里的键,可以有效的隔离不同的缓存名称下的缓存。但是实际上redis里确是cache1 -> 空(zset)和key1 -> value1,两个独立的键值对,试验得知不同的缓存名称下的缓存完全是共用的,如果有感兴趣的朋友可以去试验下,也就是说这个value属性实际上是个摆设,键的唯一性只由key属性保证。我只能认为这是spring的缓存实现的bug,或者是特意这么设计的,(如果有知道啥原因的欢迎指点)。

  回到正题,有了注解还需要有个注解处理类,这里我使用aop的切面来进行拦截处理,原生的实现其实也大同小异。切面处理类如下:

    import com.xuanwu.apaas.core.multicache.annotation.CacheEvict;    import com.xuanwu.apaas.core.multicache.annotation.Cacheable;    import com.xuanwu.apaas.core.utils.JsonUtil;    import org.apache.commons.lang3.StringUtils;    import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;    import org.aspectj.lang.annotation.Around;    import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;    import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;    import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;    import org.json.JSONArray;    import org.json.JSONObject;    import org.slf4j.Logger;    import org.slf4j.LoggerFactory;    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;    import org.springframework.core.LocalVariableTableParameterNameDiscoverer;    import org.springframework.expression.ExpressionParser;    import org.springframework.expression.spel.standard.SpelExpressionParser;    import org.springframework.expression.spel.support.StandardEvaluationContext;    import org.springframework.stereotype.Component;    import java.lang.reflect.Method;    /**     * 多级缓存切面     * @author rongdi     */    @Aspect    @Component    public class MultiCacheAspect {        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MultiCacheAspect.class);        @Autowired        private CacheFactory cacheFactory;        //这里通过一个容器初始化监听器,根据外部配置的@EnableCaching注解控制缓存开关        private boolean cacheEnable;        @Pointcut("@annotation(com.xuanwu.apaas.core.multicache.annotation.Cacheable)")        public void cacheableAspect() {        }        @Pointcut("@annotation(com.xuanwu.apaas.core.multicache.annotation.CacheEvict)")        public void cacheEvict() {        }        @Around("cacheableAspect()")        public Object cache(ProceedingJoinPoint joinPoint) {            //得到被切面修饰的方法的参数列表            Object[] args = joinPoint.getArgs();            // result是方法的最终返回结果            Object result = null;            //如果没有开启缓存,直接调用处理方法返回            if(!cacheEnable){                try {                    result = joinPoint.proceed(args);                } catch (Throwable e) {                    logger.error("",e);                }                return result;            }            // 得到被代理方法的返回值类型            Class returnType = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getReturnType();            // 得到被代理的方法            Method method = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getMethod();            // 得到被代理的方法上的注解            Cacheable ca = method.getAnnotation(Cacheable.class);            //获得经过el解析后的key值            String key = parseKey(ca.key(),method,args);            Class<?> elementClass = ca.type();            //从注解中获取缓存名称            String name = ca.value();            try {                //先从ehcache中取数据                String cacheValue = cacheFactory.ehGet(name,key);                if(StringUtils.isEmpty(cacheValue)) {                    //如果ehcache中没数据,从redis中取数据                    cacheValue = cacheFactory.redisGet(name,key);                    if(StringUtils.isEmpty(cacheValue)) {                        //如果redis中没有数据                        // 调用业务方法得到结果                        result = joinPoint.proceed(args);                        //将结果序列化后放入redis                        cacheFactory.redisPut(name,key,serialize(result));                    } else {                        //如果redis中可以取到数据                        //将缓存中获取到的数据反序列化后返回                        if(elementClass == Exception.class) {                            result = deserialize(cacheValue, returnType);                        } else {                            result = deserialize(cacheValue, returnType,elementClass);                        }                    }                    //将结果序列化后放入ehcache                    cacheFactory.ehPut(name,key,serialize(result));                } else {                    //将缓存中获取到的数据反序列化后返回                    if(elementClass == Exception.class) {                        result = deserialize(cacheValue, returnType);                    } else {                        result = deserialize(cacheValue, returnType,elementClass);                    }                }            } catch (Throwable throwable) {                logger.error("",throwable);            }           return result;        }        /**         * 在方法调用前清除缓存,然后调用业务方法         * @param joinPoint         * @return         * @throws Throwable         *         */        @Around("cacheEvict()")        public Object evictCache(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {            // 得到被代理的方法            Method method = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getMethod();            //得到被切面修饰的方法的参数列表            Object[] args = joinPoint.getArgs();            // 得到被代理的方法上的注解            CacheEvict ce = method.getAnnotation(CacheEvict.class);            //获得经过el解析后的key值            String key = parseKey(ce.key(),method,args);            //从注解中获取缓存名称            String name = ce.value();            // 清除对应缓存            cacheFactory.cacheDel(name,key);            return joinPoint.proceed(args);        }        /**         * 获取缓存的key         * key 定义在注解上,支持SPEL表达式         * @return         */        private String parseKey(String key,Method method,Object [] args){            if(StringUtils.isEmpty(key)) return null;            //获取被拦截方法参数名列表(使用Spring支持类库)            LocalVariableTableParameterNameDiscoverer u = new LocalVariableTableParameterNameDiscoverer();            String[] paraNameArr = u.getParameterNames(method);            //使用SPEL进行key的解析            ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();            //SPEL上下文            StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();            //把方法参数放入SPEL上下文中            for(int i=0;i<paraNameArr.length;i++){                context.setVariable(paraNameArr[i], args[i]);            }            return parser.parseExpression(key).getValue(context,String.class);        }        //序列化        private String serialize(Object obj) {            String result = null;            try {                result = JsonUtil.serialize(obj);            } catch(Exception e) {                result = obj.toString();            }            return result;        }        //反序列化        private Object deserialize(String str,Class clazz) {            Object result = null;            try {                if(clazz == JSONObject.class) {                    result = new JSONObject(str);                } else if(clazz == JSONArray.class) {                    result = new JSONArray(str);                } else {                    result = JsonUtil.deserialize(str,clazz);                }            } catch(Exception e) {            }            return result;        }        //反序列化,支持List<xxx>        private Object deserialize(String str,Class clazz,Class elementClass) {            Object result = null;            try {                if(clazz == JSONObject.class) {                    result = new JSONObject(str);                } else if(clazz == JSONArray.class) {                    result = new JSONArray(str);                } else {                    result = JsonUtil.deserialize(str,clazz,elementClass);                }            } catch(Exception e) {            }            return result;        }        public void setCacheEnable(boolean cacheEnable) {            this.cacheEnable = cacheEnable;        }    }

  上面这个界面使用了一个cacheEnable变量控制是否使用缓存,为了实现无缝的接入springboot,必然需要受到原生@EnableCaching注解的控制,这里我使用一个spring容器加载完成的监听器,然后在监听器里找到是否有被@EnableCaching注解修饰的类,如果有就从spring容器拿到MultiCacheAspect对象,然后将cacheEnable设置成true。这样就可以实现无缝接入springboot,不知道朋友们还有没有更加优雅的方法呢?欢迎交流!监听器类如下

    import com.xuanwu.apaas.core.multicache.CacheFactory;    import com.xuanwu.apaas.core.multicache.MultiCacheAspect;    import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;    import org.springframework.context.ApplicationListener;    import org.springframework.context.event.ContextRefreshedEvent;    import org.springframework.stereotype.Component;    import java.util.Map;    /**     * 用于spring加载完成后,找到项目中是否有开启缓存的注解@EnableCaching     * @author rongdi     */    @Component    public class ContextRefreshedListener implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {              @Override          public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {              // 判断根容器为Spring容器,防止出现调用两次的情况(mvc加载也会触发一次)            if(event.getApplicationContext().getParent()==null){                //得到所有被@EnableCaching注解修饰的类                Map<String,Object> beans = event.getApplicationContext().getBeansWithAnnotation(EnableCaching.class);                if(beans != null && !beans.isEmpty()) {                    MultiCacheAspect multiCache = (MultiCacheAspect)event.getApplicationContext().getBean("multiCacheAspect");                    multiCache.setCacheEnable(true);                }            }        }      }

  实现了无缝接入,还需要考虑多点部署的时候,多点的ehcache怎么和redis缓存保持一致的问题。在正常应用中,一般redis适合长时间的集中式缓存,ehcache适合短时间的本地缓存,假设现在有A,B和C服务器,A和B部署了业务服务,C部署了redis服务。当请求进来,前端入口不管是用LVS或者nginx等负载软件,请求都会转发到某一个具体服务器,假设转发到了A服务器,修改了某个内容,而这个内容在redis和ehcache中都有,这时候,A服务器的ehcache缓存,和C服务器的redis不管控制缓存失效也好,删除也好,都比较容易,但是这时候B服务器的ehcache怎么控制失效或者删除呢?一般比较常用的方式就是使用发布订阅模式,当需要删除缓存的时候在一个固定的通道发布一个消息,然后每个业务服务器订阅这个通道,收到消息后删除或者过期本地的ehcache缓存(最好是使用过期,但是redis目前只支持对key的过期操作,没办法操作key下的map里的成员的过期,如果非要强求用过期,可以自己加时间戳自己实现,不过用删除出问题的几率也很小,毕竟加缓存的都是读多写少的应用,这里为了方便都是直接删除缓存)。总结起来流程就是更新某条数据,先删除redis中对应的缓存,然后发布一个缓存失效的消息在redis的某个通道中,本地的业务服务去订阅这个通道的消息,当业务服务收到这个消息后去删除本地对应的ehcache缓存,redis的各种配置如下

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;import com.xuanwu.apaas.core.multicache.subscriber.MessageSubscriber;import org.springframework.cache.CacheManager;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager;import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;import org.springframework.data.redis.listener.PatternTopic;import org.springframework.data.redis.listener.RedisMessageListenerContainer;import org.springframework.data.redis.listener.adapter.MessageListenerAdapter;import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;import java.util.HashMap;import java.util.Map;@Configurationpublic class MultiCacheConfig {   @Bean   public CacheManager cacheManager(RedisTemplate redisTemplate) {      RedisCacheManager rcm = new RedisCacheManager(redisTemplate);      //设置缓存过期时间(秒)      Map<String, Long> expires = new HashMap<>();      expires.put("ExpOpState",0L);      expires.put("ImpOpState",0L);      rcm.setExpires(expires);      rcm.setDefaultExpiration(600);      return rcm;   }   @Bean   public RedisTemplate<String, String> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {      StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate(factory);      StringRedisSerializer redisSerializer = new StringRedisSerializer();      template.setValueSerializer(redisSerializer);      template.afterPropertiesSet();      return template;   }   /**    * redis消息监听器容器    * 可以添加多个监听不同话题的redis监听器,只需要把消息监听器和相应的消息订阅处理器绑定,该消息监听器    * 通过反射技术调用消息订阅处理器的相关方法进行一些业务处理    * @param connectionFactory    * @param listenerAdapter    * @return    */   @Bean   public RedisMessageListenerContainer container(RedisConnectionFactory connectionFactory,                                                  MessageListenerAdapter listenerAdapter) {      RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();      container.setConnectionFactory(connectionFactory);      //订阅了一个叫redis.uncache的通道      container.addMessageListener(listenerAdapter, new PatternTopic("redis.uncache"));      //这个container 可以添加多个 messageListener      return container;   }   /**    * 消息监听器适配器,绑定消息处理器,利用反射技术调用消息处理器的业务方法    * @param receiver    * @return    */   @Bean   MessageListenerAdapter listenerAdapter(MessageSubscriber receiver) {      //这个地方 是给messageListenerAdapter 传入一个消息接受的处理器,利用反射的方法调用“handle”      return new MessageListenerAdapter(receiver, "handle");   }}

消息发布类如下:

    import com.xuanwu.apaas.core.multicache.CacheFactory;    import org.apache.commons.lang3.StringUtils;    import org.slf4j.Logger;    import org.slf4j.LoggerFactory;    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;    import org.springframework.stereotype.Component;    @Component    public class MessageSubscriber {        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MessageSubscriber.class);        @Autowired        private CacheFactory cacheFactory;        /**         * 接收到redis订阅的消息后,将ehcache的缓存失效         * @param message 格式为name_key         */        public void handle(String message){            logger.debug("redis.ehcache:"+message);            if(StringUtils.isEmpty(message)) {               return;            }            String[] strs = message.split("#");            String name = strs[0];            String key = null;            if(strs.length == 2) {                key = strs[1];            }            cacheFactory.ehDel(name,key);        }    }

  具体操作缓存的类如下:

import com.xuanwu.apaas.core.multicache.publisher.MessagePublisher;import net.sf.ehcache.Cache;import net.sf.ehcache.CacheManager;import net.sf.ehcache.Element;import org.apache.commons.lang3.StringUtils;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.data.redis.RedisConnectionFailureException;import org.springframework.data.redis.core.HashOperations;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.stereotype.Component;import java.io.InputStream;/** * 多级缓存切面 * @author rongdi */@Componentpublic class CacheFactory {    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CacheFactory.class);    @Autowired    private RedisTemplate redisTemplate;    @Autowired    private MessagePublisher messagePublisher;    private CacheManager cacheManager;    public CacheFactory() {        InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream("/ehcache.xml");        if(is != null) {            cacheManager = CacheManager.create(is);        }    }    public void cacheDel(String name,String key) {        //删除redis对应的缓存        redisDel(name,key);        //删除本地的ehcache缓存,可以不需要,订阅器那里会删除     //   ehDel(name,key);        if(cacheManager != null) {            //发布一个消息,告诉订阅的服务该缓存失效            messagePublisher.publish(name, key);        }    }    public String ehGet(String name,String key) {        if(cacheManager == null) return null;        Cache cache=cacheManager.getCache(name);        if(cache == null) return null;        cache.acquireReadLockOnKey(key);        try {            Element ele = cache.get(key);            if(ele == null) return null;            return (String)ele.getObjectValue();        } finally {            cache.releaseReadLockOnKey(key);        }    }    public String redisGet(String name,String key) {        HashOperations<String,String,String> oper = redisTemplate.opsForHash();        try {            return oper.get(name, key);        } catch(RedisConnectionFailureException e) {            //连接失败,不抛错,直接不用redis缓存了            logger.error("connect redis error ",e);            return null;        }    }    public void ehPut(String name,String key,String value) {        if(cacheManager == null) return;        if(!cacheManager.cacheExists(name)) {            cacheManager.addCache(name);        }        Cache cache=cacheManager.getCache(name);        //获得key上的写锁,不同key互相不影响,类似于synchronized(key.intern()){}        cache.acquireWriteLockOnKey(key);        try {            cache.put(new Element(key, value));        } finally {            //释放写锁            cache.releaseWriteLockOnKey(key);        }    }    public void redisPut(String name,String key,String value) {        HashOperations<String,String,String> oper = redisTemplate.opsForHash();        try {            oper.put(name, key, value);        } catch (RedisConnectionFailureException e) {            //连接失败,不抛错,直接不用redis缓存了            logger.error("connect redis error ",e);        }    }    public void ehDel(String name,String key) {        if(cacheManager == null) return;        Cache cache = cacheManager.getCache(name);        if(cache != null) {            //如果key为空,直接根据缓存名删除            if(StringUtils.isEmpty(key)) {                cacheManager.removeCache(name);            } else {                cache.remove(key);            }        }    }    public void redisDel(String name,String key) {        HashOperations<String,String,String> oper = redisTemplate.opsForHash();        try {            //如果key为空,直接根据缓存名删除            if(StringUtils.isEmpty(key)) {                redisTemplate.delete(name);            } else {                oper.delete(name,key);            }        } catch (RedisConnectionFailureException e) {            //连接失败,不抛错,直接不用redis缓存了            logger.error("connect redis error ",e);        }    }}

 工具类如下

    import com.fasterxml.jackson.core.type.TypeReference;    import com.fasterxml.jackson.databind.DeserializationFeature;    import com.fasterxml.jackson.databind.JavaType;    import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;    import org.apache.commons.lang3.StringUtils;    import org.json.JSONArray;    import org.json.JSONObject;    import java.util.*;    public class JsonUtil {        private static ObjectMapper mapper;        static {            mapper = new ObjectMapper();            mapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES,                    false);        }                /**         * 将对象序列化成json         *         * @param obj 待序列化的对象         * @return         * @throws Exception         */        public static String serialize(Object obj) throws Exception {            if (obj == null) {                throw new IllegalArgumentException("obj should not be null");            }            return mapper.writeValueAsString(obj);        }        /**            带泛型的反序列化,比如一个JSONArray反序列化成List<User>        */        public static <T> T deserialize(String jsonStr, Class<?> collectionClass,                                        Class<?>... elementClasses) throws Exception {            JavaType javaType = mapper.getTypeFactory().constructParametrizedType(                    collectionClass, collectionClass, elementClasses);            return mapper.readValue(jsonStr, javaType);        }                /**         * 将json字符串反序列化成对象         * @param src 待反序列化的json字符串         * @param t   反序列化成为的对象的class类型         * @return         * @throws Exception         */        public static <T> T deserialize(String src, Class<T> t) throws Exception {            if (src == null) {                throw new IllegalArgumentException("src should not be null");            }            if("{}".equals(src.trim())) {                return null;            }            return mapper.readValue(src, t);        }    }

  具体使用缓存,和之前一样只需要关注@Cacheable和@CacheEvict注解,同样也支持spring的el表达式。而且这里的value属性表示的缓存名称也没有上面说的那个问题,完全可以用value隔离不同的缓存,例子如下

@Cacheable(value = "bo",key="#session.productVersionCode+''+#session.tenantCode+''+#objectcode")@CacheEvict(value = "bo",key="#session.productVersionCode+''+#session.tenantCode+''+#objectcode")

附上主要的依赖包

"org.springframework.boot:spring-boot-starter-redis:1.4.2.RELEASE",'net.sf.ehcache:ehcache:2.10.4',"org.json:json:20160810"

以上就是springboot中如何使用自定义两级缓存的详细内容,更多关于springboot 使用自定义两级缓存的资料请关注其它相关文章!

谦受益,满招损。

springboot中如何使用自定义两级缓存

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