這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)SpringCache如何實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求級(jí)別緩存，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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方案分析

要將數(shù)據(jù)緩存在一次請(qǐng)求周期內(nèi)，那我們先得區(qū)分是什么環(huán)境下的請(qǐng)求，以分析我們?nèi)绾未鎯?chǔ)數(shù)據(jù)。

1. Web

Web環(huán)境下的有個(gè)絕佳的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置 HttpServletRequest的Attribute 。調(diào)用setAttribute和getAttribute方法就能輕易地將我們的數(shù)據(jù)用key-value的形式存儲(chǔ)在請(qǐng)求上，而且每次請(qǐng)求都自動(dòng)擁有一個(gè)干凈的Request。想要獲取到HttpServletRequest 也非常簡(jiǎn)單，在web請(qǐng)求中隨時(shí)隨地調(diào)用((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest() 即可。

2. RPC框架

我司所使用的rpc框架是基于finagle自研的，對(duì)外提供服務(wù)時(shí)使用線程池進(jìn)行處理請(qǐng)求，即對(duì)于一次完整的請(qǐng)求，會(huì)使用同一個(gè)線程進(jìn)行處理。首先想到的辦法還是改動(dòng)這個(gè)rpc框架服務(wù)端，增加一個(gè)可以對(duì)外暴露的、可以key-value存儲(chǔ)的請(qǐng)求上下文。為了能在方便的地方獲取到這個(gè)請(qǐng)求上下文，得將其存儲(chǔ)在ThreadLocal中。

綜合這兩種環(huán)境考慮，我們最好還是實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的方案以減少維護(hù)和開(kāi)發(fā)成本。Spring的RequestContextHolder.getRequestAttributes()其實(shí)也是使用ThreadLocal來(lái)實(shí)現(xiàn)的，那我們可以統(tǒng)一將數(shù)據(jù)存到ThreadLocal<Map<Object,Object>>，自己來(lái)維護(hù)緩存的清理。

存儲(chǔ)位置有了，接下來(lái)實(shí)現(xiàn)SpringCache思路就比較清晰了。

實(shí)現(xiàn)SpringCache

要實(shí)現(xiàn)SpringCache需要一個(gè)CacheManager，接口定義如下

xxxxxxxxxx

public interface CacheManager {

           Cache getCache(String name);

           Collection<String> getCacheNames();

}

可以看到其實(shí)只需要實(shí)現(xiàn)Cache接口就行了。 在上一篇文章中提到的SimpleCacheManager，它的Cache實(shí)現(xiàn)ConcurrentMapCache內(nèi)部的存儲(chǔ)是依賴ConcurrentMap<Object, Object>。我們的實(shí)現(xiàn)跟它非常類似，最主要的不同是我們需要使用ThreadLocal<Map<Object, Object>> 下面給出幾處關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)，其他部分簡(jiǎn)單看下ConcurrentMapCache就能明白。

1 extends  

我們選擇不直接繼承Cache而是AbstractValueAdaptingCache，其被大多數(shù)緩存實(shí)現(xiàn)所繼承，它的作用主要是包裝value值以區(qū)分是沒(méi)有命中緩存還是緩存的null值。

2 store

xxxxxxxxxx

private final ThreadLocal<Map<Object, Object>> store = ThreadLocal.withInitial(() -> new HashMap<>(128));

我們的緩存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的地方，ThreadLocal保證緩存只會(huì)存在于這一個(gè)線程中。同時(shí)又因?yàn)橹挥幸粋€(gè)線程能夠訪問(wèn)，我們簡(jiǎn)單地使用HashMap即可。

3 get

xxxxxxxxxx

public <T> T get(Object key, Callable<T> valueLoader) {

    return (T) fromStoreValue(this.store.get().computeIfAbsent(key, r -> {

        try {

            return toStoreValue(valueLoader.call());

        } catch (Throwable ex) {

            throw new ValueRetrievalException(key, valueLoader, ex);

        }

     }));

 }

至此我們即將大功告成，只差一個(gè)步驟，ThreadLocal的清理：使用AOP實(shí)現(xiàn)即可。

xxxxxxxxxx

    @After("bean(server)")

    public void clearThreadCache() {

        threadCacheManager.clear();

    }

記得將Cache的clear方法通過(guò)我們自定義的CacheManager暴露出來(lái)。同時(shí)也要確保切面能覆蓋每個(gè)請(qǐng)求的結(jié)束。

總結(jié)與擴(kuò)展

從以上一個(gè)簡(jiǎn)單的ThreadLocalCacheManager實(shí)現(xiàn)，我們對(duì)CacheManager又有了更多的理解。

同時(shí)可能也會(huì)有更多的疑問(wèn)。

1. 我們實(shí)現(xiàn)的這些方法，從方法名和邏輯上看起來(lái)都很簡(jiǎn)單，那他們是如何配合使用的？跟@Cacheable上的sync又有什么關(guān)系呢？

再回顧Spring Cache為我們提供的@Cacheable中的sync的注釋，它提到此功能的作用是: 同步化對(duì)被注解方法的調(diào)用，使得多個(gè)線程試圖調(diào)用此方法時(shí)，只有一個(gè)線程能夠成功調(diào)用，其他線程直接取這次調(diào)用的返回值。同時(shí)也提到這僅僅只是個(gè)hint，是否真的能成還是要看緩存提供者。

我們找到Spring Cache處理緩存調(diào)用的關(guān)鍵方法org.springframework.cache.interceptor.CacheAspectSupport#execute(org.springframework.cache.interceptor.CacheOperationInvoker, java.lang.reflect.Method, org.springframework.cache.interceptor.CacheAspectSupport.CacheOperationContexts) (spring-context-5.1.5.RELEASE)

經(jīng)過(guò)分析，當(dāng)sync = true 時(shí), 只會(huì)調(diào)用如下代碼

xxxxxxxxxx

return wrapCacheValue(method, cache.get(key, () -> unwrapReturnValue(invokeOperation(invoker))))

即我們上文實(shí)現(xiàn)的T get(Object key, Callable<T> valueLoader) 方法，回頭一看一切都清晰了。 只要我們的this.store.get().computeIfAbsent是同步的，那這個(gè)sync = true就起作用了。 當(dāng)然我們這里使用的HashMap不支持，但是我們?nèi)绻麚Q成ConcurrentMap就能夠?qū)崿F(xiàn)同步化的功能。另外簡(jiǎn)單粗暴地讓方法同步也是可以的（redisCache就是這樣做的）。

當(dāng)sync = false時(shí)，會(huì)組合Cache中其他的方法進(jìn)行緩存的處理。邏輯較為簡(jiǎn)單清晰，自行閱讀源碼即可。

2. 用ThreadLocal嚴(yán)格來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)的只是線程內(nèi)的緩存，萬(wàn)一一次請(qǐng)求中有異步操作怎么辦？

異步操作分兩種情況，直接創(chuàng)建線程或者使用線程池。對(duì)于第一種情況我們可以簡(jiǎn)單地使用java.lang.InheritableThreadLocal 來(lái)替代ThreadLocal，創(chuàng)建的子進(jìn)程會(huì)自然而然地共享父進(jìn)程的InheritableThreadLocal；第二種情況就相對(duì)比較復(fù)雜了，建議可以參考 alibaba/transmittable-thread-local ，它實(shí)現(xiàn)了線程池下的ThreadLocal值傳遞功能。

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網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：SpringCache如何實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求級(jí)別緩存
瀏覽路徑：http://jinyejixie.com/article38/johhsp.html

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