前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >「性能提升」扩展 Spring Cache 支持多级缓存

「性能提升」扩展 Spring Cache 支持多级缓存

原创
作者头像
冷冷
修改2020-10-12 18:13:37
1.6K0
修改2020-10-12 18:13:37
举报
文章被收录于专栏:冷冷

为什么多级缓存

缓存的引入是现在大部分系统所必须考虑的

  • redis 作为常用中间件,虽然我们一般业务系统(毕竟业务量有限)不会遇到如下图 在随着 data-size 的增大和数据结构的复杂的造成性能下降,但网络 IO 消耗会成为整个调用链路中不可忽视的部分。尤其在 微服务架构中,一次调用往往会涉及多次调用 例如pig oauth2.0 的 client 认证
  • Caffeine 来自未来的本地内存缓存,性能比如常见的内存缓存实现性能高出不少详细对比

综合所述:我们需要构建 L1 Caffeine JVM 级别缓存 , L2 Redis 缓存。

设计难点

目前大部分应用缓存都是基于 Spring Cache 实现,基于注解(annotation)的缓存(cache)技术,存在的问题如下:

  • Spring Cache 仅支持 单一的缓存来源,即:只能选择 Redis 实现或者 Caffeine 实现,并不能同时使用。
  • 数据一致性:各层缓存之间的数据一致性问题,如应用层缓存和分布式缓存之前的数据一致性问题。
  • 缓存过期:Spring Cache 不支持主动的过期策略

业务流程

如何使用

    1. 引入依赖
代码语言:txt
复制
<dependency>
    <groupId>com.pig4cloud.plugin</groupId>
    <artifactId>multilevel-cache-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>0.0.1</version>
</dependency>
    1. 开启缓存支持
代码语言:txt
复制
@EnableCaching
public class App {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(App.class, args);
	}
}
    1. 目标接口声明 Spring Cache 注解
代码语言:txt
复制
@Cacheable(value = "get",key = "#key")
@GetMapping("/get")
public String get(String key){
    return "success";
}

性能比较

为保证性能 redis 在 127.0.0.1 环路安装

  • OS: macOS Mojave
  • CPU: 2.3 GHz Intel Core i5
  • RAM: 8 GB 2133 MHz LPDDR3
  • JVM: corretto_11.jdk

Benchmark

Mode

Cnt

Score

Units

多级实现

thrpt

2

2716.074

ops/s

默认 redis

thrpt

2

1373.476

ops/s

代码原理

    1. 自定义 CacheManager 多级缓存实现
代码语言:txt
复制
public class RedisCaffeineCacheManager implements CacheManager {

	@Override
	public Cache getCache(String name) {
		Cache cache = cacheMap.get(name);
		if (cache != null) {
			return cache;
		}
		cache = new RedisCaffeineCache(name, stringKeyRedisTemplate, caffeineCache(), cacheConfigProperties);
		Cache oldCache = cacheMap.putIfAbsent(name, cache);
		log.debug("create cache instance, the cache name is : {}", name);
		return oldCache == null ? cache : oldCache;
	}
}
    1. 多级读取、过期策略实现
代码语言:txt
复制
public class RedisCaffeineCache extends AbstractValueAdaptingCache {
	protected Object lookup(Object key) {
		Object cacheKey = getKey(key);

    // 1. 先调用 caffeine 查询是否存在指定的值
		Object value = caffeineCache.getIfPresent(key);
		if (value != null) {
			log.debug("get cache from caffeine, the key is : {}", cacheKey);
			return value;
		}

    // 2. 调用 redis 查询在指定的值
		value = stringKeyRedisTemplate.opsForValue().get(cacheKey);

		if (value != null) {
			log.debug("get cache from redis and put in caffeine, the key is : {}", cacheKey);
			caffeineCache.put(key, value);
		}
		return value;
	}
}
    1. 过期策略,所有更新操作都基于 redis pub/sub 消息机制更新
代码语言:txt
复制
public class RedisCaffeineCache extends AbstractValueAdaptingCache {
	@Override
	public void put(Object key, Object value) {
		push(new CacheMessage(this.name, key));
	}

	@Override
	public ValueWrapper putIfAbsent(Object key, Object value) {
				push(new CacheMessage(this.name, key));
	}

	@Override
	public void evict(Object key) {
		push(new CacheMessage(this.name, key));
	}

	@Override
	public void clear() {
		push(new CacheMessage(this.name, null));
	}

	private void push(CacheMessage message) {
		stringKeyRedisTemplate.convertAndSend(topic, message);
	}
}
    1. MessageListener 删除指定 Caffeine 的指定值
代码语言:txt
复制
public class CacheMessageListener implements MessageListener {

	private final RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate;

	private final RedisCaffeineCacheManager redisCaffeineCacheManager;

	@Override
	public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
		CacheMessage cacheMessage = (CacheMessage) redisTemplate.getValueSerializer().deserialize(message.getBody());
				cacheMessage.getCacheName(), cacheMessage.getKey());
		redisCaffeineCacheManager.clearLocal(cacheMessage.getCacheName(), cacheMessage.getKey());
	}
}

源码地址

[https://github.com/pig-mesh/multilevel-cache-spring-boot-starter

](https://github.com/pig-mesh/multilevel-cache-spring-boot-starter)

https://gitee.com/log4j/pig

项目推荐: Spring Cloud 、Spring Security OAuth2的RBAC权限管理系统 欢迎关注

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 为什么多级缓存
  • 设计难点
  • 业务流程
  • 如何使用
  • 性能比较
  • 代码原理
  • 源码地址
相关产品与服务
云数据库 Redis
腾讯云数据库 Redis(TencentDB for Redis)是腾讯云打造的兼容 Redis 协议的缓存和存储服务。丰富的数据结构能帮助您完成不同类型的业务场景开发。支持主从热备,提供自动容灾切换、数据备份、故障迁移、实例监控、在线扩容、数据回档等全套的数据库服务。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档