Redis 缓存 + Spring 的集成示例

http://blog.csdn.net/defonds/article/details/48716161

《整合 spring 4(包括mvc、context、orm) + mybatis 3 示例》一文简要介绍了最新版本的 Spring MVC、IOC、MyBatis ORM 三者的整合以及声明式事务处理。现在我们需要把缓存也整合进来，缓存我们选用的是 Redis，本文将在该文示例基础上介绍 Redis 缓存 + Spring 的集成。关于 Redis 服务器的搭建请参考博客《Redhat5.8 环境下编译安装 Redis 并将其注册为系统服务》。
1. 依赖包安装
pom.xml 加入：
[html] view plain copy print?
<!-- redis cache related.....start --> 
<dependency> 
    <groupId>org.springframework.data</groupId> 
    <artifactId>spring-data-redis</artifactId> 
    <version>1.6.0.RELEASE</version> 
</dependency> 
<dependency> 
    <groupId>redis.clients</groupId> 
    <artifactId>jedis</artifactId> 
    <version>2.7.3</version> 
</dependency> 
<!-- redis cache related.....end --> 

2. Spring 项目集成进缓存支持
要启用缓存支持，我们需要创建一个新的 CacheManager bean。CacheManager 接口有很多实现，本文演示的是和 Redis 的集成，自然就是用 RedisCacheManager 了。Redis 不是应用的共享内存，它只是一个内存服务器，就像 MySql 似的，我们需要将应用连接到它并使用某种“语言”进行交互，因此我们还需要一个连接工厂以及一个 Spring 和 Redis 对话要用的 RedisTemplate，这些都是 Redis 缓存所必需的配置，把它们都放在自定义的 CachingConfigurerSupport 中：
[java] view plain copy print?
/**
* File Name：RedisCacheConfig.java
*
* Copyright Defonds Corporation 2015 
* All Rights Reserved
*
*/ 
package com.defonds.bdp.cache.redis; 
 
import org.springframework.cache.CacheManager; 
import org.springframework.cache.annotation.CachingConfigurerSupport; 
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching; 
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.connection.jedis.JedisConnectionFactory; 
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate; 
 
/**
* 
* Project Name：bdp 
* Type Name：RedisCacheConfig 
* Type Description：
*  Author：Defonds
* Create Date：2015-09-21
* 
* @version
* 
*/ 
@Configuration 
@EnableCaching 
public class RedisCacheConfig extends CachingConfigurerSupport { 
 
    @Bean 
    public JedisConnectionFactory redisConnectionFactory() { 
        JedisConnectionFactory redisConnectionFactory = new JedisConnectionFactory(); 
 
        // Defaults 
        redisConnectionFactory.setHostName("192.168.1.166"); 
        redisConnectionFactory.setPort(6379); 
        return redisConnectionFactory; 
    } 
 
    @Bean 
    public RedisTemplate<String, String> redisTemplate(RedisConnectionFactory cf) { 
        RedisTemplate<String, String> redisTemplate = new RedisTemplate<String, String>(); 
        redisTemplate.setConnectionFactory(cf); 
        return redisTemplate; 
    } 
 
    @Bean 
    public CacheManager cacheManager(RedisTemplate redisTemplate) { 
        RedisCacheManager cacheManager = new RedisCacheManager(redisTemplate); 
 
        // Number of seconds before expiration. Defaults to unlimited (0) 
        cacheManager.setDefaultExpiration(3000); // Sets the default expire time (in seconds) 
        return cacheManager; 
    } 
     
} 

当然也别忘了把这些 bean 注入 Spring，不然配置无效。在 applicationContext.xml 中加入以下：
[html] view plain copy print?
<context:component-scan base-package="com.defonds.bdp.cache.redis" /> 

3. 缓存某些方法的执行结果
设置好缓存配置之后我们就可以使用 @Cacheable 注解来缓存方法执行的结果了，比如根据省份名检索城市的 provinceCities 方法和根据 city_code 检索城市的 searchCity 方法：
[java] view plain copy print?
// R 
@Cacheable("provinceCities") 
public List<City> provinceCities(String province) { 
    logger.debug("province=" + province); 
    return this.cityMapper.provinceCities(province); 
} 
 
// R 
@Cacheable("searchCity") 
public City searchCity(String city_code){ 
    logger.debug("city_code=" + city_code); 
    return this.cityMapper.searchCity(city_code);    
} 

4. 缓存数据一致性保证
CRUD (Create 创建，Retrieve 读取，Update 更新，Delete 删除) 操作中，除了 R 具备幂等性，其他三个发生的时候都可能会造成缓存结果和数据库不一致。为了保证缓存数据的一致性，在进行 CUD 操作的时候我们需要对可能影响到的缓存进行更新或者清除。
[java] view plain copy print?
// C 
@CacheEvict(value = { "provinceCities"}, allEntries = true) 
public void insertCity(String city_code, String city_jb,  
        String province_code, String city_name, 
        String city, String province) { 
    City cityBean = new City(); 
    cityBean.setCityCode(city_code); 
    cityBean.setCityJb(city_jb); 
    cityBean.setProvinceCode(province_code); 
    cityBean.setCityName(city_name); 
    cityBean.setCity(city); 
    cityBean.setProvince(province); 
    this.cityMapper.insertCity(cityBean); 
} 
// U 
@CacheEvict(value = { "provinceCities", "searchCity" }, allEntries = true) 
public int renameCity(String city_code, String city_name) { 
    City city = new City(); 
    city.setCityCode(city_code); 
    city.setCityName(city_name); 
    this.cityMapper.renameCity(city); 
    return 1; 
} 
 
// D 
@CacheEvict(value = { "provinceCities", "searchCity" }, allEntries = true) 
public int deleteCity(String city_code) { 
    this.cityMapper.deleteCity(city_code); 
    return 1; 
} 

业务考虑，本示例用的都是 @CacheEvict 清除缓存。如果你的 CUD 能够返回 City 实例，也可以使用 @CachePut 更新缓存策略。笔者推荐能用 @CachePut 的地方就不要用 @CacheEvict，因为后者将所有相关方法的缓存都清理掉，比如上面三个方法中的任意一个被调用了的话，provinceCities 方法的所有缓存将被清除。
5. 自定义缓存数据 key 生成策略
对于使用 @Cacheable 注解的方法，每个缓存的 key 生成策略默认使用的是参数名+参数值，比如以下方法：
[java] view plain copy print?
@Cacheable("users") 
public User findByUsername(String username) 

这个方法的缓存将保存于 key 为 users~keys 的缓存下，对于 username 取值为 "赵德芳" 的缓存，key 为 "username-赵德芳"。一般情况下没啥问题，二般情况如方法 key 取值相等然后参数名也一样的时候就出问题了，如：
[java] view plain copy print?
@Cacheable("users") 
public Integer getLoginCountByUsername(String username) 

这个方法的缓存也将保存于 key 为 users~keys 的缓存下。对于 username 取值为 "赵德芳" 的缓存，key 也为 "username-赵德芳"，将另外一个方法的缓存覆盖掉。
解决办法是使用自定义缓存策略，对于同一业务(同一业务逻辑处理的方法，哪怕是集群/分布式系统)，生成的 key 始终一致，对于不同业务则不一致：
[java] view plain copy print?
@Bean 
public KeyGenerator customKeyGenerator() { 
    return new KeyGenerator() { 
        @Override 
        public Object generate(Object o, Method method, Object... objects) { 
            StringBuilder sb = new StringBuilder(); 
            sb.append(o.getClass().getName()); 
            sb.append(method.getName()); 
            for (Object obj : objects) { 
                sb.append(obj.toString()); 
            } 
            return sb.toString(); 
        } 
    }; 
} 

于是上述两个方法，对于 username 取值为 "赵德芳" 的缓存，虽然都还是存放在 key 为 users~keys 的缓存下，但由于 key 分别为 "类名-findByUsername-username-赵德芳" 和 "类名-getLoginCountByUsername-username-赵德芳"，所以也不会有问题。
这对于集群系统、分布式系统之间共享缓存很重要，真正实现了分布式缓存。
笔者建议：缓存方法的 @Cacheable 最好使用方法名，避免不同的方法的 @Cacheable 值一致，然后再配以以上缓存策略。
6. 缓存的验证
6.1 缓存的验证
为了确定每个缓存方法到底有没有走缓存，我们打开了 MyBatis 的 SQL 日志输出，并且为了演示清楚，我们还清空了测试用 Redis 数据库。
先来验证 provinceCities 方法缓存，Eclipse 启动 tomcat 加载项目完毕，使用 JMeter 调用 /bdp/city/province/cities.json 接口：
使用 JMeter 调用 /bdp/city/province/cities.json 接口.png
Eclipse 控制台输出如下：
Eclipse 控制台输出如下.png
说明这一次请求没有命中缓存，走的是 db 查询。JMeter 再次请求，Eclipse 控制台输出：
Eclipse 控制台输出
标红部分以下是这一次请求的 log，没有访问 db 的 log，缓存命中。查看本次请求的 Redis 存储情况：
查看本次请求的 Redis 存储情况.png
同样可以验证 city_code 为 1492 的 searchCity 方法的缓存是否有效：
同样可以验证 city_code 为 1492 的 searchCity 方法的缓存是否有效.png
图中标红部分是 searchCity 的缓存存储情况。
6.2 缓存一致性的验证
先来验证 insertCity 方法的缓存配置，JMeter 调用 /bdp/city/create.json 接口：
JMeter 调用 /bdp/city/create.json 接口.png
之后看 Redis 存储：
之后看 Redis 存储
可以看出 provinceCities 方法的缓存已被清理掉，insertCity 方法的缓存奏效。
然后验证 renameCity 方法的缓存配置，JMeter 调用 /bdp/city/rename.json 接口：
JMeter 调用 /bdp/city/rename.json 接口.png
之后再看 Redis 存储：
之后再看 Redis 存储.png
searchCity 方法的缓存也已被清理，renameCity 方法的缓存也奏效。
7. 注意事项
要缓存的 Java 对象必须实现 Serializable 接口，因为 Spring 会将对象先序列化再存入 Redis，比如本文中的 com.defonds.bdp.city.bean.City 类，如果不实现 Serializable 的话将会遇到类似这种错误：nested exception is java.lang.IllegalArgumentException: DefaultSerializer requires a Serializable payload but received an object of type [com.defonds.bdp.city.bean.City]]。
缓存的生命周期我们可以配置，然后托管 Spring CacheManager，不要试图通过 redis-cli 命令行去管理缓存。比如 provinceCities 方法的缓存，某个省份的查询结果会被以 key-value 的形式存放在 Redis，key 就是我们刚才自定义生成的 key，value 是序列化后的对象，这个 key 会被放在 key 名为 provinceCities~keys key-value 存储中，参考下图"provinceCities 方法在 Redis 中的缓存情况"。可以通过 redis-cli 使用 del 命令将 provinceCities~keys 删除，但每个省份的缓存却不会被清除。
CacheManager 必须设置缓存过期时间，否则缓存对象将永不过期，这样做的原因如上，避免一些野数据“永久保存”。此外，设置缓存过期时间也有助于资源利用最大化，因为缓存里保留的永远是热点数据。
缓存适用于读多写少的场合，查询时缓存命中率很低、写操作很频繁等场景不适宜用缓存。
provinceCities方法在Redis中的存储.png
后记
本文完整 Eclipse 下的开发项目示例已上传 CSDN 资源，有兴趣的朋友可以去下载下来参考：http://download.csdn.net/detail/defonds/9137505。
参考资料
Caching Data with Spring
35. Cache Abstraction Part VII. Integration
Caching Data in Spring Using Redis
Caching with Spring Data Redis
spring-redis-caching-example