「Spring 缓存最佳实践」Caffeine 与 Redis 分层缓存架构

2024-05-11 12:20
文章标签 java 最佳 实践 redis spring 分层 架构 缓存 caffeine

本文主要是介绍「Spring 缓存最佳实践」Caffeine 与 Redis 分层缓存架构，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在现代的应用程序中,缓存是提升系统性能和响应速度的关键手段。Spring 框架为我们提供了非常强大的缓存抽象,使我们可以方便地集成并使用各种缓存技术。本文将重点介绍如何在 Spring 应用中构建基于 Caffeine 和 Redis 的分层缓存架构,并分享一些最佳实践。

缓存层次设计

在构建缓存解决方案时,通常采用分层缓存的设计模式。将本地缓存(如 Caffeine)作为一级缓存,并将远程缓存(如 Redis)作为二级缓存。这样可以充分利用不同缓存的优势:

  • Caffeine 作为本地缓存,提供极高的读写性能。
  • Redis 作为远程缓存,提供更大的存储容量和更好的数据共享性。

Caffeine 本地缓存集成

  1. 添加 Caffeine 依赖
<dependency><groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId><artifactId>caffeine</artifactId>
</dependency>
  1. 配置 Caffeine CacheManager
@Configuration
public class CacheConfig {@Beanpublic CacheManager caffeineCache() {CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager();cacheManager.setCaffeine(Caffeine.newBuilder().maximumSize(1000).expireAfterAccess(10, TimeUnit.MINUTES));return cacheManager;}
}

Redis 远程缓存集成

  1. 添加 Redis 依赖
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
  1. 配置 Redis 连接
spring:redis:host: 192.168.1.100port: 6379
  1. 配置 Redis CacheManager
@Configuration
public class CacheConfig {@Beanpublic CacheManager redisCache(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {RedisCacheManager redisCacheManager = RedisCacheManager.create(redisConnectionFactory);return redisCacheManager;}
}

分层缓存应用

有了 Caffeine 和 Redis 的配置,我们就可以在业务代码中使用分层缓存架构了。以获取用户数据为例:

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate CacheManager caffeineCache;@Autowiredprivate CacheManager redisCache;@Cacheable(cacheManager = "caffeineCache", cacheNames = "users", key = "#id", unless = "#result == null")public User getUserById(Long id) {// 1. 尝试从 Caffeine 缓存中获取User user = caffeineCache.getCache("users").get(id, User.class);if (user != null) {return user;}// 2. 尝试从 Redis 缓存中获取user = redisCache.getCache("users").get(id, User.class);if (user != null) {// 将数据写入 Caffeine 缓存caffeineCache.getCache("users").put(id, user);return user;}// 3. 缓存未命中,从数据库获取并写入缓存user = fetchFromDatabase(id);caffeineCache.getCache("users").put(id, user);redisCache.getCache("users").put(id, user);return user;}
}

在上面的示例中,我们优先从 Caffeine 本地缓存中获取用户数据,如果未命中则尝试从 Redis 远程缓存中获取。如果 Redis 也未命中,则从数据库获取并同时写入 Caffeine 和 Redis 缓存。

缓存策略设计与优化

  1. 过期策略:对于高频访问、变化不频繁的数据,可以设置较长的过期时间,提高命中率;对于低频访问、变化频繁的数据,可以设置较短的过期时间,避免数据不一致。

  2. 缓存回写:当数据发生变更时,需要及时更新缓存中的数据。可以使用 @CacheEvict 和 @CachePut 注解,或手动编码回写逻辑。

  3. 缓存防雪崩与穿透:可以使用互斥锁、布隆过滤器等策略,解决缓存雪崩和缓存穿透问题。

  4. 监控与调优:持续监控缓存命中率、缓存大小等指标,并根据实际情况对缓存策略进行调优。

自定义组合缓存

除了使用 Spring 提供的缓存实现外,我们还可以自定义组合缓存,将 Caffeine 和 Redis 进一步结合,形成更加灵活的分层缓存架构。

public class CombinedCacheManager implements CacheManager {private CaffeineCache caffeineCache;private RedisCache redisCache;public Object getFromCache(String key) {// 先从 Caffeine 缓存中获取Object value = caffeineCache.get(key);if (value != null) {return value;}// 从 Redis 缓存中获取value = redisCache.get(key);if (value != null) {// 将值写入 Caffeine 缓存caffeineCache.put(key, value);}return value;}// 其他方法...
}

通过自定义组合缓存,我们可以更加灵活地控制缓存策略,以满足不同的业务需求。

总结

在 Spring 应用中,通过结合使用 Caffeine 和 Redis 缓存,我们可以构建出高效、可扩展的分层缓存架构。同时,合理设计缓存策略、防范常见的缓存问题,并持续进行监控和调优,是获得最佳缓存效果的关键。相信通过本文的介绍,您已经对 Spring 缓存实践有了更深入的理解。如有任何疑问或建议,欢迎留言探讨。

这篇关于「Spring 缓存最佳实践」Caffeine 与 Redis 分层缓存架构的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/979516。

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