基于內存和 Redis 的兩級 Java 緩存框架

作者：Springboot實戰案例錦集 2024-02-29 09:20:10

第一級緩存使用內存(同時支持 Ehcache 2.x、Ehcache 3.x 和 Caffeine)，第二級緩存使用 Redis(推薦)/Memcached 。由于大量的緩存讀取會導致 L2 的網絡成為整個系統的瓶頸，因此 L1 的目標是降低對 L2 的讀取次數。

環境：SpringBoot2.7.12 + j2cache2.8.5

1. 簡介

J2Cache 是 OSChina 目前正在使用的兩級緩存框架（要求至少 Java 8）。第一級緩存使用內存(同時支持 Ehcache 2.x、Ehcache 3.x 和 Caffeine)，第二級緩存使用 Redis(推薦)/Memcached 。由于大量的緩存讀取會導致 L2 的網絡成為整個系統的瓶頸，因此 L1 的目標是降低對 L2 的讀取次數。該緩存框架主要用于集群環境中。單機也可使用，用于避免應用重啟導致的緩存冷啟動后對后端業務的沖擊。

數據讀取

讀取順序 -> L1 -> L2 -> DB
數據更新
從數據庫中讀取最新數據，依次更新 L1 -> L2 ，發送廣播清除某個緩存信息
接收到廣播（手工清除緩存 & 一級緩存自動失效），從 L1 中清除指定的緩存信息

2. 實戰案例

2.1 依賴管理

<dependency>
  <groupId>net.oschina.j2cache</groupId>
  <artifactId>j2cache-core</artifactId>
  <version>2.8.5-release</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>net.oschina.j2cache</groupId>
  <artifactId>j2cache-spring-boot2-starter</artifactId>
  <version>2.8.0-release</version>
</dependency>

2.2 配置

redis:
  # 地址, 多個地址使用‘,’逗號分割
  hosts: localhost:6379
  # 數據庫索引
  database: 11
  # 密碼
  password: xxxooo
  # 連接超時時間
  timeout: 10s
  # 連接池中的最小空閑連接
  min-idle: 0
  # 連接池中的最大空閑連接
  max-idle: 8
  # 連接池的最大數據庫連接數
  max-active: 8
  # #連接池最大阻塞等待時間（使用負值表示沒有限制）
  max-wait: -1ms
---
j2cache:
  openSpringCache: true
  # 緩存中不存在時，運行緩存空對象
  allowNullValues: true
  redisClient: lettuce
  l2CacheOpen: true
  # 一級緩存使用caffeine
  L1:
    provider_class: caffeine
  L2:
    #使用springRedis替換二級緩存
    provider_class: net.oschina.j2cache.cache.support.redis.SpringRedisProvider
    config_section: redis
  #使用springRedis進行廣播通知緩失效
  broadcast: net.oschina.j2cache.cache.support.redis.SpringRedisPubSubPolicy
# 上面配置的一級緩存為caffeine, 那么這里對一級緩存的配置就必須以這個caffeine開頭  
caffeine:
  # 配置一級，二級緩存的region，有效時間
  region.xj: 10000, 120s
---
spring:
  cache:
    # 一級緩存使用caffeine
    type: caffeine

2.3 核心操作類

@Service
public class UserService {


  private final UserRepository userRepository ;
  public UserService(UserRepository userRepository) {
    this.userRepository = userRepository ;
  }
  @Transactional
  public User save(User user) {
    return this.userRepository.saveAndFlush(user) ;
  }
  @Cacheable(value = {"xj"}, key = "#id")
  public User get(Long id) {
    return this.userRepository.findById(id).orElse(null) ;
  }
  @Transactional
  @CacheEvict(value = {"xj"}, key = "#id")
  public void remove(Long id) {
    this.userRepository.deleteById(id) ;
  }
}

以上是基本的操作，非常簡單。

2.4 Controller接口

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {


  private final UserService userService ;
  // 通過CacheChannel操作j2cache緩存方法
  private final CacheChannel cacheChannel;
  
  public UserController(UserService userService, CacheChannel cacheChannel) {
    this.userService = userService ;
    this.cacheChannel = cacheChannel ; 
  }
  
  @GetMapping("/save")
  public User save() {
    User user = new User() ;
    int num = new Random().nextInt(80);
    user.setAge(num) ;
    user.setName("姓名 - " + num) ;
    user.setSex(num >= 50 ? "男" : "女") ;
    return this.userService.save(user) ;
  }
  
  @GetMapping("/{id}")
  public Object get(@PathVariable("id") Long id) {
    // 從指定的region，指定的key獲取數據，如果一級，二級緩存中不存在，則通過第三個參數Function手動獲取
    // 如果緩存中不存在時，同時配置了允許緩存空對象，則會緩存一個空對象到緩存中
    return this.cacheChannel.get("xj", id.toString(), key -> this.userService.get(id) , true) ;
  }
  
  @GetMapping("/delete/{id}")
  public Object remove(@PathVariable("id") Long id) {
    this.userService.remove(id) ;
    return "success" ;
  }
  
}