SpringBoot缓存注解详解：提升应用性能的最佳实践

什么是SpringBoot缓存SpringBoot提供了强大的缓存支持，通过注解驱动的方式，让开发者能够轻松地实现缓存功能，从而提升应用性能。本文将详细介绍SpringBoot中的缓存注解使用方法和最佳实践。

缓存注解概述SpringBoot提供了以下几个主要的缓存注解：

@Cacheable：将方法的返回结果缓存起来@CachePut：更新缓存，不影响方法的执行@CacheEvict：清除缓存@Caching：组合多个缓存操作@CacheConfig：类级别的缓存配置

开启缓存支持在SpringBoot应用中启用缓存功能非常简单，只需要添加相关依赖并开启缓存支持：

12345 org.springframework.boot spring-boot-starter-cache

在启动类上添加@EnableCaching注解：

1234567@SpringBootApplication@EnableCachingpublic class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); }}

@Cacheable注解详解@Cacheable是最常用的缓存注解，用于将方法的返回结果存储到缓存中。

基本用法12345678@Servicepublic class UserService { @Cacheable(value = "users", key = "#id") public User getUserById(Long id) { // 模拟从数据库获取用户信息 return userRepository.findById(id); }}

重要属性value/cacheNames：指定缓存的名称key：缓存的键，支持SpEL表达式condition：缓存的条件unless：不缓存的条件

高级用法123456789@Cacheable( value = "users", key = "#id", condition = "#id > 0", unless = "#result == null")public User getUserById(Long id) { return userRepository.findById(id);}

@CachePut注解使用@CachePut注解用于更新缓存，它总是会执行方法并将结果更新到缓存中。

12345@CachePut(value = "users", key = "#user.id")public User updateUser(User user) { // 更新用户信息 return userRepository.save(user);}

@CacheEvict注解使用@CacheEvict用于删除缓存中的数据。

删除单个缓存1234@CacheEvict(value = "users", key = "#id")public void deleteUser(Long id) { userRepository.deleteById(id);}

清空整个缓存1234@CacheEvict(value = "users", allEntries = true)public void clearUserCache() { // 清空users缓存}

@Caching组合注解当需要在一个方法上组合多个缓存操作时，可以使用@Caching注解。

123456789101112@Caching( cacheable = { @Cacheable(value = "users", key = "#username") }, put = { @CachePut(value = "users", key = "#result.id"), @CachePut(value = "users", key = "#result.email") })public User findByUsername(String username) { return userRepository.findByUsername(username);}

@CacheConfig类级别配置使用@CacheConfig可以在类级别设置一些共同的缓存配置。

12345678910111213141516171819@Service@CacheConfig(cacheNames = "users")public class UserService { @Cacheable(key = "#id") public User getUser(Long id) { return userRepository.findById(id); } @CachePut(key = "#user.id") public User updateUser(User user) { return userRepository.save(user); } @CacheEvict(key = "#id") public void deleteUser(Long id) { userRepository.deleteById(id); }}

缓存配置配置缓存管理器12345678910111213@Configurationpublic class CacheConfig { @Bean public CacheManager cacheManager() { SimpleCacheManager cacheManager = new SimpleCacheManager(); cacheManager.setCaches(Arrays.asList( new ConcurrentMapCache("users"), new ConcurrentMapCache("roles") )); return cacheManager; }}

使用Caffeine作为本地缓存Caffeine是一个高性能的Java本地缓存库，可以提供比ConcurrentMapCache更好的性能和更多的功能特性。

12345 com.github.ben-manes.caffeine caffeine

在配置文件中启用Caffeine缓存：

123456# application.ymlspring: cache: type: caffeine caffeine: spec: maximumSize=500,expireAfterWrite=30s

自定义Caffeine缓存配置：

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435@Configurationpublic class CaffeineConfig { @Bean public CacheManager cacheManager() { CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager(); // 配置Caffeine缓存 Caffeine caffeine = Caffeine.newBuilder() .maximumSize(1000) // 最大缓存对象数 .expireAfterWrite(Duration.ofMinutes(15)) // 写入后过期时间 .expireAfterAccess(Duration.ofMinutes(5)) // 访问后过期时间 .recordStats(); // 开启统计 cacheManager.setCaffeine(caffeine); // 设置缓存名称 cacheManager.setCacheNames(Arrays.asList("users", "roles")); return cacheManager; } // 监控Caffeine缓存状态 @Bean public CacheMetricsCollector cacheMetricsCollector(CacheManager cacheManager) { CacheMetricsCollector collector = new CacheMetricsCollector(); if (cacheManager instanceof CaffeineCacheManager) { CaffeineCacheManager caffeineCacheManager = (CaffeineCacheManager) cacheManager; caffeineCacheManager.getCacheNames().forEach(name -> { Cache cache = caffeineCacheManager.getCache(name); if (cache instanceof CaffeineCache) { collector.addCache(name, ((CaffeineCache) cache).getNativeCache()); } }); } return collector; }}

使用Redis作为缓存1234 org.springframework.boot spring-boot-starter-data-redis

1234567# application.ymlspring: cache: type: redis redis: host: localhost port: 6379

最佳实践合理设置缓存过期时间123456789@Beanpublic CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory factory) { RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig() .entryTtl(Duration.ofMinutes(10)); return RedisCacheManager.builder(factory) .cacheDefaults(config) .build();}

使用合适的键生成策略1234@Cacheable(value = "users", key = "T(java.lang.String).format('user:%d', #id)")public User getUser(Long id) { return userRepository.findById(id);}

避免缓存穿透12345678@Cacheable( value = "users", key = "#id", unless = "#result == null")public User getUser(Long id) { return userRepository.findById(id);}

合理使用condition和unless123456789@Cacheable( value = "users", key = "#id", condition = "#id != null", unless = "#result == null || #result.status == 'INACTIVE'")public User getUser(Long id) { return userRepository.findById(id);}

性能优化建议选择合适的缓存实现对于小型应用，可以使用ConcurrentMapCache对于分布式应用，推荐使用Redis

设置合理的缓存大小避免缓存过多数据导致内存压力根据实际业务需求设置缓存容量

使用缓存预热系统启动时预先加载热点数据避免系统初期的性能问题

监控缓存性能监控缓存命中率监控缓存容量使用情况

常见问题与解决方案缓存穿透问题问题：频繁查询不存在的数据导致请求直接打到数据库

解决方案：

1234@Cacheable(value = "users", key = "#id", unless = "#result == null")public Optional getUser(Long id) { return Optional.ofNullable(userRepository.findById(id));}

缓存击穿问题问题：热点数据过期导致大量请求直接访问数据库

解决方案：使用互斥锁或设置永不过期

1234@Cacheable(value = "users", key = "#id", sync = true)public User getUser(Long id) { return userRepository.findById(id);}

缓存雪崩问题问题：大量缓存同时失效

解决方案：设置随机过期时间

12345678910@Beanpublic CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory factory) { Random random = new Random(); RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig() .entryTtl(Duration.ofMinutes(10 + random.nextInt(5))); return RedisCacheManager.builder(factory) .cacheDefaults(config) .build();}

总结SpringBoot的缓存注解提供了一种简单而强大的方式来实现应用程序的缓存功能。通过合理使用这些注解，可以显著提升应用性能。关键点包括：

选择合适的缓存注解正确配置缓存参数处理好缓存更新和失效注意性能优化和问题处理