4.11 缓存

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2023-12-01

Spring Framework支持透明地向应用程序添加缓存。从本质上讲，抽象将缓存应用于方法，从而根据缓存中可用的信息减少执行次数。缓存逻辑是透明应用的，不会对调用者造成任何干扰。只要通过@EnableCaching批注启用了缓存支持，Spring Boot就会自动配置缓存基础结构。

有关更多详细信息，请查看Spring Framework参考的相关部分.

简而言之，将缓存添加到服务操作就像在其方法中添加相关注释一样简单，如以下示例所示：

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MathService {

	@Cacheable("piDecimals")
	public int computePiDecimal(int i) {
		// ...
	}

}

此示例演示了如何在可能代价高昂的操作上使用缓存。在调用computePiDecimal之前，抽象在piDecimals缓存中查找与i参数匹配的条目。如果找到条目，则缓存中的内容会立即返回给调用者，并且不会调用该方法。否则，将调用该方法，并在返回值之前更新缓存。

您还可以透明地使用标准JSR-107（JCache）注释（例如@CacheResult）。但是，我们强烈建议您不要混淆和匹配Spring Cache和JCache注释.

如果您不添加任何特定的缓存库，Spring Boot会自动配置一个在内存中使用并发映射的简单提供程序。当需要缓存时（例如前面示例中的piDecimals），此提供程序会为您创建缓存。简单的提供程序并不是真正推荐用于生产用途，但它非常适合入门并确保您了解这些功能。当您决定使用缓存提供程序时，请务必阅读其文档以了解如何配置应用程序使用的缓存。几乎所有提供程序都要求您显式配置在应用程序中使用的每个缓存。有些提供了一种自定义spring.cache.cache-names属性定义的默认缓存的方法。

还可以透明地更新或逐出缓存中的数据.

4.11.1 支持的缓存提供程序

缓存抽象不提供实际存储，而是依赖于org.springframework.cache.Cache和org.springframework.cache.CacheManager接口实现的抽象。

如果您尚未定义CacheManager类型的bean或名为cacheResolver的CacheResolver（请参阅CachingConfigurer），则Spring Boot会尝试检测以下提供程序（按指示的顺序）：

Generic
JCache (JSR-107) (EhCache 3, Hazelcast, Infinispan, 和其他)
EhCache 2.x
Hazelcast
Infinispan
Couchbase
Redis
Caffeine
Simple

也可以通过设置spring.cache.type属性来强制特定的缓存提供程序。如果需要在某些环境（例如测试）中完全禁用缓存，请使用此属性.

使用spring-boot-starter-cache“Starter”快速添加基本缓存依赖项。 Starter带来了spring环境支持。如果手动添加依赖项，则必须包含spring-context-support才能使用JCache，EhCache 2.x或Guava支持.

如果通过Spring Boot自动配置CacheManager，则可以通过公开实现CacheManagerCustomizer接口的bean，在完全初始化之前进一步调整其配置。以下示例设置一个标志，表示应将null值传递给底层映射：

@Bean
public CacheManagerCustomizer<ConcurrentMapCacheManager> cacheManagerCustomizer() {
	return new CacheManagerCustomizer<ConcurrentMapCacheManager>() {
		@Override
		public void customize(ConcurrentMapCacheManager cacheManager) {
			cacheManager.setAllowNullValues(false);
		}
	};
}

在前面的示例中，需要自动配置的ConcurrentMapCacheManager。如果不是这种情况（您提供了自己的配置或自动配置了不同的缓存提供程序），则根本不会调用自定义程序。您可以拥有任意数量的自定义程序，也可以使用@Order或Ordered排序它们.

4.11.1.1 Generic

如果上下文定义了至少一个org.springframework.cache.Cache bean，则使用通用缓存。将创建一个包装该类型所有bean的CacheManager。

4.11.1.2 JCache (JSR-107)

JCache是通过类路径上的javax.cache.spi.CachingProvider（即类路径上存在JSR-107兼容的缓存库）来引导的，而JCacheCacheManager是由spring-boot-starter-cache提供的“ Starter”。可以使用各种兼容库，Spring Boot为Ehcache 3，Hazelcast和Infinispan提供依赖管理。还可以添加任何其他兼容库。

可能会出现多个提供程序，在这种情况下，必须明确指定提供程序。即使JSR-107标准没有强制执行定义配置文件位置的标准化方法，Spring Boot也会尽力满足设置缓存的实现细节，如下例所示：

# Only necessary if more than one provider is present
spring.cache.jcache.provider=com.acme.MyCachingProvider
spring.cache.jcache.config=classpath:acme.xml

当缓存库同时提供本机实现和JSR-107支持时，Spring Boot更喜欢JSR-107支持，因此如果切换到不同的JSR-107实现，则可以使用相同的功能.

Spring Boot对Hazelcast有一般支持。如果单个HazelcastInstance可用，它也会自动重用于CacheManager，除非指定了spring.cache.jcache.config属性.

有两种方法可以自定义底层的javax.cache.cacheManager：

可以通过设置spring.cache.cache-names属性在启动时创建缓存。如果定义了自定义javax.cache.configuration.Configuration bean，则会使用它来自定义它们。
使用CacheManager的引用调用org.springframework.boot.autoconfigure.cache.JCacheManagerCustomizer bean以进行完全自定义。

如果定义了标准的javax.cache.CacheManager bean，它将自动包装在抽象所需的org.springframework.cache.CacheManagerimplementation中。没有对其应用的进一步自定义.

4.11.1.3 EhCache 2.x

如果可以在类路径的根目录中找到名为ehcache.xml的文件，则使用EhCache 2.x. 如果找到EhCache 2.x，则使用spring-boot-starter-cache“Starter”提供的EhCacheCacheManager来引导缓存管理器。还可以提供备用配置文件，如以下示例所示：

spring.cache.ehcache.config=classpath:config/another-config.xml

4.11.1.4 Hazelcast

Spring Boot对Hazelcast有一般支持。如果已自动配置HazelcastInstance，则会自动将其包装在CacheManager中。

4.11.1.5 Infinispan

Infinispan没有默认配置文件位置，因此必须明确指定。否则，使用默认引导程序。

spring.cache.infinispan.config=infinispan.xml

可以通过设置spring.cache.cache-names属性在启动时创建缓存。如果定义了自定义ConfigurationBuilder bean，则它用于自定义缓存。

Infinispan在Spring Boot中的支持仅限于嵌入式模式，非常基础。如果你想要更多选项，你应该使用官方的Infinispan Spring Boot启动器。有关更多详细信息，请参阅Infinispan的文档.

4.11.1.6 Couchbase

如果Couchbase Java客户端和couchbase-spring-cache实现可用且配置了Couchbase，则会自动配置CouchbaseCacheManager。也可以通过设置spring.cache.cache-names属性在启动时创建其他缓存。这些缓存在自动配置的Bucket上运行。您还可以使用自定义程序在另一个Bucket上创建其他缓存。假设您需要在“主”Bucket和一个（cache3）缓存上使用两个缓存（cache1和cache2），并在“另一个”Bucket上生成2秒的自定义时间。您可以通过配置创建前两个缓存，如下所示：

spring.cache.cache-names=cache1,cache2

然后，您可以定义一个@Configuration类来配置额外的Bucket和cache3缓存，如下所示：

@Configuration
public class CouchbaseCacheConfiguration {

	private final Cluster cluster;

	public CouchbaseCacheConfiguration(Cluster cluster) {
		this.cluster = cluster;
	}

	@Bean
	public Bucket anotherBucket() {
		return this.cluster.openBucket("another", "secret");
	}

	@Bean
	public CacheManagerCustomizer<CouchbaseCacheManager> cacheManagerCustomizer() {
		return c -> {
			c.prepareCache("cache3", CacheBuilder.newInstance(anotherBucket())
					.withExpiration(2));
		};
	}

}

此示例配置重用通过自动配置创建的群集。

4.11.1.7 Redis

如果Redis可用并已配置，则会自动配置RedisCacheManager。通过设置spring.cache.cache-names属性可以在启动时创建其他缓存，并且可以使用spring.cache.redis.*属性配置缓存默认值。例如，以下配置创建cache1和cache2缓存，其生存时间为10分钟：

spring.cache.cache-names=cache1,cache2
spring.cache.redis.time-to-live=600000

默认情况下，会添加一个键前缀，这样，如果两个单独的缓存使用相同的键，则Redis没有重叠键，也不能返回无效值。如果您创建自己的RedisCacheManager，我们强烈建议您启用此设置.

您可以通过添加自己的RedisCacheConfiguration @Bean来完全控制配置。如果您正在寻找自定义序列化策略，这可能很有用.

4.11.1.8 Caffeine

Caffeine是Java 8重写的Guava缓存，取代了对Guava的支持。如果存在Caffeine，则会自动配置CaffeineCacheManager（由spring-boot-starter-cache“Starter”提供）。可以通过设置spring.cache.cache-names属性在启动时创建缓存，并且可以通过以下之一（按指示的顺序）自定义缓存：

由spring.cache.caffeine.spec定义的缓存规范
定义了com.github.benmanes.caffeine.cache.CaffeineSpec bean
定义了com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine bean

例如，以下配置创建cache1和cache2缓存，最大大小为500，生存时间为10分钟

spring.cache.cache-names=cache1,cache2
spring.cache.caffeine.spec=maximumSize=500,expireAfterAccess=600s

如果定义了com.github.benmanes.caffeine.cache.CacheLoader bean，它将自动与CaffeineCacheManager关联。由于CacheLoader将与缓存管理器管理的所有缓存相关联，因此必须将其定义为CacheLoader <Object，Object>。自动配置忽略任何其他泛型类型。

4.11.1.9 Simple

如果找不到其他提供程序，则配置使用ConcurrentHashMap作为缓存存储的简单实现。如果应用程序中不存在缓存库，则这是默认值。默认情况下，会根据需要创建高速缓存，但您可以通过设置cache-names属性来限制可用高速缓存的列表。例如，如果只需要cache1和cache2缓存，请按如下所示设置cache-names属性：

spring.cache.cache-names=cache1,cache2

如果这样做并且您的应用程序使用未列出的缓存，则在需要缓存时它会在运行时失败，但在启动时则不会。这类似于“real”缓存提供程序在使用未声明的缓存时的行为方式。

4.11.1.10 None

当配置中存在@EnableCaching时，也需要合适的缓存配置。如果需要在某些环境中完全禁用缓存，请将缓存类型强制为none以使用no-op实现，如以下示例所示：

spring.cache.type=none