Spring Boot 入门之缓存和 NoSQL 篇（四）
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一、前言
当系统的访问量增大时，相应的数据库的性能就逐渐下降。但是，大多数请求都是在重复的获取相同的数据，如果使用缓存，将结果数据放入其中可以很大程度上减轻数据库的负担，提升系统的响应速度。
本篇将介绍 Spring Boot 中缓存和 NoSQL 的使用。上篇文章《Spring Boot 入门之持久层篇（三）》。
二、整合缓存
Spring Boot 针对不同的缓存技术实现了不同的封装，本篇主要介绍 EhCache 和 Redis 缓存。
Spring Boot 提供了以下几个注解实现声明式缓存：
| 注解 | 说明 |
|---|---|
| @EnableCaching | 开启缓存功能，放在配置类或启动类上 |
| @CacheConfig | 缓存配置，设置缓存名称 |
| @Cacheable | 执行方法前先查询缓存是否有数据。有则直接返回缓存数据；否则查询数据再将数据放入缓存 |
| @CachePut | 执行新增或更新方法后，将数据放入缓存中 |
| @CacheEvict | 清除缓存 |
| @Caching | 将多个缓存操作重新组合到一个方法中 |
2.1 EhCache 缓存
2.1.1 添加依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>net.sf.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>
2.1.2 添加配置
1）在 src/main/resources 目录下创建 ehcache.xml 文件，内容如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd">
<!-- 磁盘缓存位置 -->
<diskStore path="java.io.tmpdir/ehcache"/>
<!-- 默认缓存 -->
<defaultCache
maxEntriesLocalHeap="10000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="120"
timeToLiveSeconds="120"
maxEntriesLocalDisk="10000000"
diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
<persistence strategy="localTempSwap"/>
</defaultCache>
<!-- 自定义缓存 -->
<cache name="department"
maxElementsInMemory="1000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="50"
timeToLiveSeconds="50"
overflowToDisk="false"
memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
</ehcache>
说明：
name：Cache 的唯一标识
maxElementsInMemory：内存中允许存储的最大的元素个数
maxElementsOnDisk：硬盘最大缓存个数，0代表无限个
clearOnFlush：内存数量最大时是否清除
eternal：缓存对象是否永久有效，如果是，超时设置将被忽略
overflowToDisk：内存不足（超过 maxElementsInMemory）时，是否启用磁盘缓存
timeToIdleSeconds：设置对象在失效前的允许闲置时间（单位：秒）。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，可选属性，默认值是0，也就是可闲置时间无穷大
timeToLiveSeconds：缓存数据的生存时间（TTL），也就是一个元素从构建到消亡的最大时间间隔值，这只能在元素不是永久驻留时有效，如果该值是0就意味着元素可以停顿无穷长的时间
diskPersistent：是否将缓存数据持久化到磁盘上，如果为 true，JVM 重启数据依然存在。默认值是false
diskSpoolBufferSizeMB：这个参数设置DiskStore（磁盘缓存）的缓存区大小。默认是30MB。每个Cache都应该有自己的一个缓冲区
diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认是120秒
memoryStoreEvictionPolicy：当达到 maxElementsInMemory 限制时，Ehcache 将根据指定策略清除内存。默认为 LRU（最近最少使用），其他策略有 FIFO（先进先出），LFU（较少使用）
2）application.properties ：
# 缓存类型（ehcache、redis）
spring.cache.type=ehcache
# ehcache 配置文件
spring.cache.ehcache.config=classpath:ehcache.xml
# 打印日志，查看 sql
logging.level.com.light.springboot=DEBUG
2.1.3 编码
在持久层篇的基础上，结合 Mybatis 测试：
Service 层：
@CacheConfig(cacheNames = "department")
@Service
public class DepartmentService {
@Autowired
private DepartmentMapper departmentMapper;
@CachePut(key = "#department.id")
public Department save(Department department) {
System.out.println("保存 id=" + department.getId() + " 的数据");
this.departmentMapper.insert(department);
return department;
}
@CachePut(key = "#department.id")
public Department update(Department department) {
System.out.println("修改 id=" + department.getId() + " 的数据");
this.departmentMapper.update(department);
return department;
}
@Cacheable(key = "#id")
public Department getDepartmentById(Integer id) {
System.out.println("获取 id=" + id + " 的数据");
Department department = this.departmentMapper.getById(id);
return department;
}
@CacheEvict(key = "#id")
public void delete(Integer id) {
System.out.println("删除 id=" + id + " 的数据");
this.departmentMapper.deleteById(id);
}
}
控制层：
@Controller
@RequestMapping("department")
@ResponseBody
public class DepartmentController {
@Autowired
private DepartmentService departmentService;
@RequestMapping("save")
public Map<String,Object> save(Department department) {
this.departmentService.save(department);
Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();
map.put("code", "200");
map.put("msg", "保存成功");
return map;
}
@RequestMapping("get/{id}")
public Map<String,Object> get(@PathVariable("id") Integer id) {
Department department = this.departmentService.getDepartmentById(id);
Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();
map.put("code", "200");
map.put("msg", "获取成功");
map.put("data", department);
return map;
}
@RequestMapping("update")
public Map<String,Object> update(Department department) {
this.departmentService.update(department);
Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();
map.put("code", "200");
map.put("msg", "修改成功");
return map;
}
@RequestMapping("delete/{id}")
public Map<String,Object> delete(@PathVariable("id") Integer id) {
this.departmentService.delete(id);
Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();
map.put("code", "200");
map.put("msg", "删除成功");
return map;
}
}
启动类：
添加 @EnableCaching 注解，开启缓存功能。
@EnableCaching
@SpringBootApplication
public class SpringbootNosqlApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringbootNosqlApplication.class, args);
}
}
2.1.4 测试说明
- 发起保存请求：
保存 id=2 的数据
2017-12-06 14:50:48.800 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-7] c.l.s.dao.DepartmentMapper.insert : ==> Preparing: insert into department(id,name,descr) values(?,?,?)
2017-12-06 14:50:48.801 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-7] c.l.s.dao.DepartmentMapper.insert : ==> Parameters: 2(Integer), Ehcache 部门(String), Ehcache(String)
2017-12-06 14:50:48.868 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-7] c.l.s.dao.DepartmentMapper.insert : <== Updates: 1
-
保存成功后，立刻发起查询请求，没有日志打印，但返回对象数据，说明数据是从缓存中获取。
-
发起修改请求：
修改 id=2 的数据
2017-12-06 14:51:16.588 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-8] c.l.s.dao.DepartmentMapper.update : ==> Preparing: update department set name = ? , descr = ? where id = ?
2017-12-06 14:51:16.589 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-8] c.l.s.dao.DepartmentMapper.update : ==> Parameters: Ehcache 部门2(String), Ehcache2(String), 2(Integer)
2017-12-06 14:51:16.657 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-8] c.l.s.dao.DepartmentMapper.update : <== Updates: 1
-
修改成功后，立刻发起查询请求，没有日志打印，但返回修改后的对象数据，说明缓存中的数据已经同步。
-
发起删除请求：
删除 id=2 的数据
2017-12-06 14:52:07.572 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-1] c.l.s.dao.DepartmentMapper.deleteById : ==> Preparing: delete from department where id = ?
2017-12-06 14:52:07.572 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-1] c.l.s.dao.DepartmentMapper.deleteById : ==> Parameters: 2(Integer)
2017-12-06 14:52:07.613 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-1] c.l.s.dao.DepartmentMapper.deleteById : <== Updates: 1
- 删除成功后，立刻发起查询请求，控制台打印 sql 语句，说明缓存数据被删除，需要查询数据库。
获取 id=2 的数据
2017-12-06 14:52:40.324 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-3] c.l.s.dao.DepartmentMapper.getById : ==> Preparing: select id,name,descr from department where id = ?
2017-12-06 14:52:40.325 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-3] c.l.s.dao.DepartmentMapper.getById : ==> Parameters: 2(Integer)
2017-12-06 14:52:40.328 DEBUG 680 --- [nio-8081-exec-3] c.l.s.dao.DepartmentMapper.getById : <== Total: 0
2.2 Redis 缓存
2.2.1 添加依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
2.2.2 添加配置
application.properties ：
# redis 配置
spring.redis.host=192.168.2.11
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=redis123
# 缓存过期时间，单位毫秒
spring.cache.redis.time-to-live=60000
# 缓存类型（ehcache、redis）
spring.cache.type=redis
# 打印日志，查看 sql
logging.level.com.light.springboot=DEBUG
注意：spring.cache.type=redis，缓存类型设置成 redis。
完成上边 2 个步骤后，其他步骤与测试 Ehcache 时的步骤一致。
测试结果也一致，此处省略。
三、整合 Redis
上一个小节其实已经介绍了 Spring Boot 整合 Redis 的内容。
在添加 redis 依赖包启动项目后，Spring Boot 会自动配置 RedisCacheManger 和 RedisTemplate 的 Bean。如果开发者不想使用 Spring Boot 写好的 Redis 缓存，而是想使用其 API 自己实现缓存功能、消息队列或分布式锁之类的需求时，可以继续往下浏览。
Spring Data Redis 为我们提供 RedisTemplate 和 StringRedisTemplate 两个模板进行数据操作，它们主要 的访问方法如下：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| opsForValue() | 操作简单属性的数据 |
| opsForList() | 操作含有 list 的数据 |
| opsForSet() | 操作含有 set 的数据 |
| opsForZSet() | 操作含有 zset 的数据 |
| opsForHash() | 操作含有 hash 的数据 |
3.1 添加依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
3.2 配置连接
spring.redis.host=192.168.2.11
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=redis123
3.3 编码
@Component
public class RedisDao {
@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public void set(String key, String value) {
this.stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, value);
}
public String get(String key) {
return this.stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
}
public void delete(String key) {
this.stringRedisTemplate.delete(key);
}
}
3.4 测试
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RedisDaoTest {
@Autowired
private RedisDao redisDao;
@Test
public void testSet() {
String key = "name";
String value = "zhangsan";
this.redisDao.set(key, value);
}
@Test
public void testGet() {
String key = "name";
String value = this.redisDao.get(key);
System.out.println(value);
}
@Test
public void testDelete() {
String key = "name";
this.redisDao.delete(key);
}
}
测试结果省略...
四、整合 MongoDB
Spring Data MongoDB 提供了 MongoTemplate 模板 和 Repository 让开发者进行数据访问。
4.1 添加依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
</dependency>
4.2 配置连接
spring.data.mongodb.host=192.168.2.31
spring.data.mongodb.port=27017
spring.data.mongodb.database=test
4.3 编码
4.3.1 使用 MongoTemplate
@Component
public class MongodbDao {
@Autowired
private MongoTemplate mongoTemplate;
public void insert(Department department) {
this.mongoTemplate.insert(department);
}
public void deleteById(int id) {
Criteria criteria = Criteria.where("id").is(id);
Query query = new Query(criteria);
this.mongoTemplate.remove(query, Department.class);
}
public void update(Department department) {
Criteria criteria = Criteria.where("id").is(department.getId());
Query query = new Query(criteria);
Update update = new Update();
update.set("descr", department.getDescr());
this.mongoTemplate.updateMulti(query, update, Department.class);
}
public Department getById(int id) {
Criteria criteria = Criteria.where("id").is(id);
Query query = new Query(criteria);
return this.mongoTemplate.findOne(query, Department.class);
}
public List<Department> getAll() {
List<Department> userList = this.mongoTemplate.findAll(Department.class);
return userList;
}
}
4.3.2 使用 Repository
public interface DepartmentRepository extends MongoRepository<Department, Integer> {
}
测试方式与 Redis 测试大同小异，测试结果省略...
