Spring Boot 数据缓存集成与性能优化实践

2. 启用缓存

在主启动类上添加 @EnableCaching 注解，开启 Spring 的缓存功能。

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class ProductApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProductApplication.class, args);
    }
}

3. 缓存配置

在 application.properties 中指定缓存类型及策略。Caffeine 的配置非常直观，可以定义最大容量和过期时间。

server.port=8080
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=password
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true
spring.h2.console.enabled=true
spring.h2.console.path=/h2-console

# 使用 Caffeine 作为缓存提供者
spring.cache.type=caffeine
# 最大条目数 1000，写入后 60 秒过期
spring.cache.caffeine.spec=maximumSize=1000,expireAfterWrite=60s

若需使用 EhCache，则需额外提供 ehcache.xml 配置文件，并在配置文件中指定路径。对于大多数现代微服务场景，Caffeine 或 Redis 更为常见。

核心注解实战

Spring Cache 主要通过三个注解来控制缓存行为，理解它们的区别是优化的关键。

@Cacheable：读取时缓存

这是最常用的注解。当方法被调用时，Spring 会先检查缓存中是否存在对应键的数据。如果存在则直接返回；否则执行方法并将结果存入缓存。

@Service
public class ProductService {
    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    // 查询产品 ID，结果存入 productCache，key 为 id
    @Transactional(readOnly = true)
    @Cacheable(value = "productCache", key = "#id")
    public Product getProductById(Long id) {
        System.out.println("从数据库查询产品：" + id); // 仅在未命中缓存时打印
        return productRepository.findById(id).orElse(null);
    }

    public List<Product> getAllProducts() {
        return productRepository.findAll();
    }
}

@CachePut：更新时同步缓存

当你需要更新数据并希望同时更新缓存时使用。无论缓存中是否有旧值，该方法都会执行并覆盖缓存。

@Transactional
@CachePut(value = "productCache", key = "#product.id")
public Product updateProduct(Product product) {
    return productRepository.save(product);
}

@CacheEvict：删除缓存

适用于删除操作或批量更新场景。执行方法后会清除指定缓存中的数据，确保下次读取时能获取最新信息。

@Transactional
@CacheEvict(value = "productCache", key = "#id")
public void deleteProduct(Long id) {
    productRepository.deleteById(id);
}

完整业务示例

下面是一个整合了上述功能的完整 Service 层实现，展示了如何在实际 CRUD 操作中配合缓存工作。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import java.util.List;

@Service
public class ProductService {
    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    @Transactional
    @CachePut(value = "productCache", key = "#product.id")
    public Product addProduct(Product product) {
        return productRepository.save(product);
    }

    @Transactional
    @CachePut(value = "productCache", key = "#product.id")
    public Product updateProduct(Product product) {
        return productRepository.save(product);
    }

    @Transactional
    @CacheEvict(value = "productCache", key = "#id")
    public void deleteProduct(Long id) {
        productRepository.deleteById(id);
    }

    @Transactional(readOnly = true)
    @Cacheable(value = "productCache", key = "#id")
    public Product getProductById(Long id) {
        System.out.println("从数据库查询产品：" + id);
        return productRepository.findById(id).orElse(null);
    }

    public List<Product> getAllProducts() {
        return productRepository.findAll();
    }
}

配合 Controller 层接口，第一次访问 /api/products/1 时会触发数据库查询并打印日志，第二次访问则直接从 Caffeine 内存中返回，不再连接数据库。

总结

通过 Spring Boot 的缓存抽象，我们可以低成本地提升系统性能。在实际开发中，建议遵循以下原则：

1. 读写分离：读多写少的场景优先使用 @Cacheable。
2. 数据一致性：涉及数据变更时，务必记得清理或更新缓存（@CachePut / @CacheEvict）。
3. 缓存失效：合理设置过期时间，避免脏数据长期驻留。

掌握这些技巧后，无论是商品信息、用户会话还是静态配置，都能轻松实现高性能缓存策略。