Spring Boot 集成缓存：Ehcache 与 Redis 完美组合，提高应用性能！

🏆本文收录于「滚雪球学SpringBoot」专栏(全网一个名)，手把手带你零基础入门Spring Boot，从入门到就业，助你早日登顶实现财富自由🚀；同时，欢迎大家关注&&收藏&&订阅！持续更新中，up！up！up！！

环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

🚀 前言 🔥

在现代应用中，缓存已成为提高应用性能的关键技术。特别是在处理大量并发请求和频繁访问数据时，缓存能够大幅度提升系统的响应速度与可扩展性。Spring Boot作为一个开箱即用的框架，提供了极为便捷的缓存集成功能。在众多缓存实现中，Ehcache作为本地缓存和Redis作为分布式缓存，在Spring Boot中被广泛使用。今天，我们将详细探讨如何在Spring Boot项目中集成Ehcache和Redis，并介绍缓存策略和如何自定义缓存策略，以进一步提升系统性能。

目录 📚

• 🌟 缓存概述与常见策略
• 🧩 Spring Boot 缓存抽象层
• 🛠️ 使用Ehcache作为本地缓存
• 🔥 集成Redis缓存
• 🔧 自定义缓存策略与注解使用

🌟 缓存概述与常见策略 🧠

缓存是存储数据副本的机制，旨在减少从远程数据源（如数据库或外部API）获取数据的频率，从而减少延迟并提高应用的响应速度。通过缓存技术，我们可以把访问频繁的数据存储在内存中，避免每次都进行昂贵的计算或I/O操作。

常见缓存策略：

1. LRU（Least Recently Used，最近最少使用）：

   • 这是最常见的缓存替换策略，当缓存满时，LRU会删除最近最少被访问的缓存数据。非常适用于需要存储有限数据量的场景。

2. LFU（Least Frequently Used，最不常使用）：

   • LFU策略会删除访问次数最少的数据。这对于那些访问频率差异较大的数据访问场景非常有效。

3. TTL（Time-to-Live，生存时间）：

   • TTL策略会给缓存的数据设置一个过期时间，超过这个时间后数据会被自动删除。适合于需要定期更新的数据。

4. 写时缓存（Write-through Cache）：

   • 当写入数据时，首先写入缓存，再写入数据库。这种策略适合数据一致性要求较高的场景。

5. 异步写缓存（Write-back Cache）：

   • 数据首先写入缓存，数据库的写操作被延迟，缓存会定期将数据写入数据库。这有助于减少对数据库的访问量，但会增加数据一致性的挑战。

常见的缓存策略帮助我们根据具体的应用场景选择合适的策略。在Spring Boot项目中，我们可以通过缓存注解灵活配置缓存行为，并通过集成像Ehcache和Redis这样的缓存框架来优化应用的性能。

🧩 Spring Boot 缓存抽象层 🌐

Spring Boot提供了一个非常强大的缓存抽象层，它允许我们在不同的缓存提供者（如Ehcache、Redis、Caffeine等）之间切换，而无需改变业务代码。这个抽象层简化了缓存的管理，同时也提高了缓存的灵活性。

1️⃣ 开启缓存功能

在Spring Boot中，启用缓存功能非常简单，只需要在主配置类上添加@EnableCaching注解：

@SpringBootApplication
@EnableCaching  // 启用缓存功能
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

@EnableCaching注解告诉Spring Boot启用缓存机制，Spring会自动配置并管理缓存相关的Bean。

2️⃣ 使用缓存注解

Spring Boot的缓存注解非常简洁，主要使用以下几种常见的注解：

• @Cacheable：用于标记方法结果需要缓存，当方法被调用时，Spring会先检查缓存中是否已经有结果，如果有则直接返回缓存数据，如果没有则执行方法并将结果缓存起来。
• @CachePut：每次调用时都会更新缓存，不管方法是否执行过。
• @CacheEvict：用于删除缓存中的数据。

示例：

@Service
public class UserService {

    @Cacheable(value = "users", key = "#id")  // 缓存查询结果
    public User getUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id);
    }

    @CachePut(value = "users", key = "#user.id")  // 更新缓存
    public User updateUser(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @CacheEvict(value = "users", key = "#id")  // 删除缓存
    public void deleteUser(Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }
}

• @Cacheable(value = "users", key = "#id")表示getUserById方法的结果会根据用户ID被缓存起来。
• @CachePut会在每次调用updateUser时，更新缓存中的数据。
• @CacheEvict表示删除指定ID的用户缓存。

🛠️ 使用Ehcache作为本地缓存 💾

Ehcache是一个非常流行的本地缓存框架，它适用于那些对缓存一致性要求较低，且数据量较小的应用场景。在Spring Boot中集成Ehcache非常简单，Spring Boot提供了官方的spring-boot-starter-cache支持。

1️⃣ 配置Ehcache

首先，我们需要在application.properties或application.yml中配置Ehcache。

spring.cache.type=ehcache

Spring Boot会根据此配置使用Ehcache作为缓存提供者。

2️⃣ 配置Ehcache的XML文件

Ehcache使用XML配置文件来定义缓存的行为。例如，我们可以创建一个名为ehcache.xml的配置文件，指定缓存的大小和过期策略：

<config xmlns="http://www.ehcache.org/v3" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.ehcache.org/v3 http://www.ehcache.org/schema/ehcache-core-3.0.xsd">
    <cache alias="usersCache">
        <heap>1000</heap>
        <expiry>
            <ttl unit="seconds">300</ttl> <!-- 设置缓存过期时间为300秒 -->
        </expiry>
    </cache>
</config>

• <heap>设置缓存的最大数量。
• <ttl>设置缓存项的存活时间。

然后，在Spring Boot的配置类中指定ehcache.xml文件的位置：

spring.cache.ehcache.config=classpath:ehcache.xml

3️⃣ 使用Ehcache

通过@Cacheable注解，我们可以轻松使用Ehcache缓存方法结果：

@Service
public class ProductService {

    @Cacheable(value = "products", key = "#productId")
    public Product getProduct(Long productId) {
        // 执行查询逻辑
    }
}

Ehcache会自动将getProduct方法的查询结果缓存起来，避免重复查询数据库。

🔥 集成Redis缓存 🌍

Redis是一个高性能的分布式缓存系统，广泛应用于需要分布式、可扩展的场景。Spring Boot对Redis的集成非常简单，可以通过spring-boot-starter-data-redis来实现。

1️⃣ 添加Redis依赖

首先，在pom.xml文件中添加Redis相关的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2️⃣ 配置Redis

在application.properties中配置Redis连接信息：

spring.cache.type=redis
spring.redis.host=localhost
spring.redis.port=6379

3️⃣ 使用Redis缓存

Redis的使用方式与Ehcache类似，同样通过@Cacheable等注解进行缓存。你只需将value属性设置为Redis缓存名称即可：

@Service
public class OrderService {

    @Cacheable(value = "orders", key = "#orderId")
    public Order getOrder(Long orderId) {
        return orderRepository.findById(orderId);
    }
}

Redis缓存会存储在Redis服务器中，具有良好的扩展性和高可用性，非常适合处理大规模的数据。

🔧 自定义缓存策略与注解使用 📝

Spring Boot允许我们根据需求自定义缓存策略，例如自定义缓存的过期时间、缓存大小等。通过@Cacheable、@CacheEvict和@CachePut等注解的灵活使用，我们可以轻松地实现缓存的管理。

1️⃣ 自定义缓存过期时间

对于Redis，可以使用@Cacheable注解的@CacheConfig自定义缓存的过期策略。例如，为了实现不同缓存的过期策略，可以使用CacheManager。

@Bean
public CacheManager cacheManager(RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate) {
    RedisCacheManager.RedisCacheManagerBuilder builder = RedisCacheManager
        .builder(redisTemplate.getConnectionFactory())
        .cacheDefaults(RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig().entryTtl(Duration.ofSeconds(60)));  // 设置缓存过期时间
    return builder.build();
}

2️⃣ 更复杂的缓存策略

如果你有更复杂的缓存需求，可以通过自定义CacheManager来设置不同缓存的策略：

@Bean
public CacheManager cacheManager() {
    RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
        .entryTtl(Duration.ofMinutes(10))  // 设置缓存默认存活时间
        .disableCachingNullValues();
    return RedisCacheManager.builder(RedisConnectionFactory)
        .cacheDefaults(config)
        .build();
}

3️⃣ 缓存层的性能调优

缓存不仅可以提高应用性能，还可以通过合理配置优化应用的性能。例如，Redis支持分布式锁、异步加载等特性，可以根据业务需求灵活使用。

🤩 总结：缓存集成，提升性能的必备技能！ ⚡

缓存是提升应用性能的关键技术，特别是在处理大量数据请求时，合理的缓存策略能够显著降低响应时间并提高系统的吞吐量。通过Spring Boot与Ehcache和Redis的完美集成，我们不仅可以在本地缓存中存储数据，还可以利用Redis的分布式特性来处理更大规模的数据。

通过Spring Boot提供的缓存抽象层，结合自定义缓存策略和缓存注解，我们能够灵活控制缓存的行为，从而满足不同场景下的性能需求。希望通过今天的学习，你能在自己的项目中灵活应用缓存技术，提高应用的性能和可扩展性！🚀

如果你在集成缓存或缓存优化过程中遇到问题，随时向我提问！

🧧福利赠与你🧧

  无论你是计算机专业的学生，还是对编程有兴趣的小伙伴，都建议直接毫无顾忌的学习此专栏「滚雪球学SpringBoot」专栏(全网一个名)，bug菌郑重承诺，凡是学习此专栏的同学，均能获取到所需的知识和技能，全网最快速入门SpringBoot，就像滚雪球一样，越滚越大， 无边无际，指数级提升。

  最后，如果这篇文章对你有所帮助，帮忙给作者来个一键三连，关注、点赞、收藏，您的支持就是我坚持写作最大的动力。

  同时欢迎大家关注公众号:「猿圈奇妙屋」 ，以便学习更多同类型的技术文章，免费白嫖最新BAT互联网公司面试题、4000G pdf电子书籍、简历模板、技术文章Markdown文档等海量资料。

✨️ Who am I?

我是bug菌(全网一个名)，CSDN | 掘金 | InfoQ | 51CTO | 华为云 | 阿里云 | 腾讯云 等社区博客专家，C站博客之星Top30，华为云多年度十佳博主/价值贡献奖，掘金多年度人气作者Top40，掘金等各大社区平台签约作者，51CTO年度博主Top12，掘金/InfoQ/51CTO等社区优质创作者；全网粉丝合计 30w+；更多精彩福利点击这里；硬核微信公众号「猿圈奇妙屋」，欢迎你的加入！免费白嫖最新BAT互联网公司面试真题、4000G PDF电子书籍、简历模板等海量资料，你想要的我都有，关键是你不来拿。

-End-