Spring Cache 缺陷，我好像有解決方案了

Spring Cache 缺陷

Spring Cache 是一個非常優秀的緩存組件。

但是在使用 Spring Cache 的過程當中，小黑同學也遇到了一些痛點。

比如，現在有一個需求：通過多個 userId 來批量獲取用戶信息。

方案 1

此時，我們的代碼可能是這樣：

List<User> users = ids.stream().map(id -> {      return getUserById(id);  })  .collect(Collectors.toList());    @Cacheable(key = "#p0", unless = "#result == null")  public User getUserById(Long id) {  	// ···  }

這種寫法的缺點在於：

在 for 循環中操作 redis。如果數據命中緩存還好，一旦緩存沒有命中，則會訪問數據庫。

方案 2

也有的同學可能會這樣做：

@Cacheable(key = "#ids.hash")  public Collection<User> getUsersByIds(Collection<Long> ids) {  	// ···  }

這種做法的問題是：

緩存是基於 id 列表的 hashcode ，只有在 id 列表的 hashcode 值相等的情況下，緩存才會命中。而且，一旦列表中的其中一個數據被修改，整個列表緩存都要被清除。

例如：

第一次請求 id 列表是 1,2,3,

第二次請求的 id 列表為 1,2,4

在這種情況下，前後兩次的緩存不能共享。

如果 id 為 1 的數據發生了改變，那麼，這兩次請求的緩存都要被清空

看看 Spring 官方是怎麼說的

Spring Issue：

https://github.com/spring-projects/spring-framework/issues/24139

https://github.com/spring-projects/spring-framework/issues/23221

image.png

簡單翻譯一下，具體內容讀者可以自行查閱相關 issue。

譯文：

謝謝你的報告。緩存抽象沒有這種狀態的概念，如果你返回一個集合，那就是你要求在緩存中存儲的東西。也沒有什麼強迫您為給定的緩存保留相同的項類型，所以這種假設並不適合這樣的高級抽象。

我的理解是，對於 Spring Cache 這種高級抽象框架來說，Cache 是基於方法的，如果方法返回 Collection，那整個 Collection 就是需要被緩存的內容。

我的解決方案

糾結了好久，小黑同學還是決定自己來造個輪子。

那我想要達到什麼樣的效果呢？

我希望對於這種根據多個 key 批量獲取緩存的操作，可以先根據單個 key 從緩存中查找，如果緩存中不存在，就去加載數據，同時再將數據放到緩存中。

talk is cheap,show me the code

廢話不多說，直接上源碼：

https://github.com/shenjianeng/easy-cache

簡單介紹一下整體的思路：

  • 核心接口

    • com.github.shenjianeng.easycache.core.Cache

    • com.github.shenjianeng.easycache.core.MultiCacheLoader

Cache 接口

Cache 接口定義了一些通用的緩存操作。和大部分 Cache 框架不同是，這裡支持根據 key 批量獲取緩存。

/**   * 根據 keys 緩存中獲取,緩存中不存在,則返回null   */  @NonNull  Map<K, V> getIfPresent(@NonNull Iterable<K> keys);      /**   * 根據 keys 從緩存中獲取,如果緩存中不存在,調用 {@link MultiCacheLoader#loadCache(java.util.Collection)} 加載數據,並添加到緩存中   */  @NonNull  Map<K, V> getOrLoadIfAbsent(@NonNull Iterable<K> keys);

MultiCacheLoader 接口

@FunctionalInterface  public interface MultiCacheLoader<K, V> {        @NonNull      Map<K, V> loadCache(@NonNull Collection<K> keys);        default V loadCache(K key) {          Map<K, V> map = loadCache(Collections.singleton(key));          if (CollectionUtils.isEmpty(map)) {              return null;          }          return map.get(key);      }  }

MultiCacheLoader 是一個函數式接口。在調用 Cache#getOrLoadIfAbsent 方法時，如果緩存不存在，就會通過 MultiCacheLoader 來加載數據，然後加數據放到緩存中。

RedisCache

RedisCache 是現在 Cache 接口的唯一實現。正如其類名一樣，這是基於 redis 的緩存實現。

先說一下大致的實現思路：

  1. 使用 redis 的 mget 命令，批量獲取緩存。為了保證效率，每次最多批量獲取 20 個。
  2. 如果有數據不在緩存中，則判斷是否需要自動加載數據，如果需要則通過 MultiCacheLoader 加載數據
  3. 將數據存放到緩存中。同時通過維護一個 zset 來保存已知的 cache key，用於清除緩存使用。

廢話不多說，直接上源碼。

private Map<K, V> doGetOrLoadIfAbsent(Iterable<K> keys, boolean loadIfAbsent) {      List<String> cacheKeyList = buildCacheKey(keys);      List<List<String>> partitions = Lists.partition(cacheKeyList, MAX_BATCH_KEY_SIZE);        List<V> valueList = Lists.newArrayListWithExpectedSize(cacheKeyList.size());        for (List<String> partition : partitions) {          // Get multiple keys. Values are returned in the order of the requested keys.          List<V> values = (List<V>) redisTemplate.opsForValue().multiGet(partition);          valueList.addAll(values);        }        List<K> keysList = Lists.newArrayList(keys);      List<K> missedKeyList = Lists.newArrayList();        Map<K, V> map = Maps.newHashMapWithExpectedSize(partitions.size());          for (int i = 0; i < valueList.size(); i++) {          V v = valueList.get(i);          K k = keysList.get(i);          if (v != null) {              map.put(k, v);          } else {              missedKeyList.add(k);          }      }        if (loadIfAbsent) {          Map<K, V> missValueMap = multiCacheLoader.loadCache(missedKeyList);            put(missValueMap);            map.putAll(missValueMap);      }        return map;  }

緩存清除方法實現：

public void evictAll() {      Set<Serializable> serializables = redisTemplate.opsForZSet().rangeByScore(knownKeysName, 0, 0);        if (!CollectionUtils.isEmpty(serializables)) {          List<String> cacheKeys = Lists.newArrayListWithExpectedSize(serializables.size());          serializables.forEach(serializable -> {              if (serializable instanceof String) {                  cacheKeys.add((String) serializable);              }          });          redisTemplate.delete(cacheKeys);          redisTemplate.opsForZSet().remove(knownKeysName, cacheKeys);      }  }

再多說幾句

更多源碼細節，如果讀者感興趣，可以自行閱讀源碼：easy-cache

歡迎大家 fork 體驗，或者評論區留言探討，寫的不好，請多多指教~~

未來計劃：

  • 支持緩存 null 值
  • 支持 annotation 的聲明式緩存

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