如何优雅地编写缓存代码

原创
04/29 16:20
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在日常的编码实践中,经常会用到缓存来解决高并发问题,缓存可以说是解决流量洪峰的不二利器。虽然集团中间件团队已经构建了缓存的基础设施,已经帮助我们解决了绝大部分问题,但是在实际的编码使用过程中,应用端调用缓存API时还是存在下述几类问题:
  1. 使用缓存的逻辑非常通用,基本都是先查缓存,有直接返回,没有查DB,再放入缓存中。这段通用逻辑散落在系统的各个地方,违反了高内聚低耦合的原则。
  2. 缓存代码和业务逻辑代码深度耦合在一起,不仅降低了代码的可读性,还额外增加了系统复杂度。
  3. 如果要切换缓存(MDB->LDB)或者API升级时,所有涉及代码都需要改动。
  4. 如果要解决缓存击穿、缓存穿透、级联缓存等类似通用问题时,都需要通过框架去解决。
因此,缓存是什么,如何选择某一种缓存,都不是本文重点,今天就写写实际编码过程中,如何将缓存代码从业务代码中剥离出来,促使代码更简洁,更便于阅读。

实践分析


先读取缓存数据,如果有数据则直接返回,如果没有读取到数据,则读取DB数据,等数据返回后,再更新缓存。

这种场景,在日常编码中,很常见,太简单,但是实际的代码确实很不一样,列举如下几种:


  传统写法


使用什么缓存,就直接使用,嵌入到业务代码中。这种代码不管是code review,还是后人学习业务代码时,都不想看,道理很简单,跟实际的业务功能无关,我不想知道你用什么缓存,你是怎么编码缓存代码的。



  高级一点的写法


相比传统的写法,为了解决缓存各种数据格式(List、Map等),各种对象序列化问题(java、json),团队内可以针对缓存这块,封装成简单的API,方便大家使用。使用简单了,但代码依然嵌入在业务代码中,没有剥离出来。



  注解写法


最后是注解写法,相对前两种写法,代码已从业务代码中剥离出来,阅读代码的人,只会关心业务功能是如何实现的,使用哪个缓存,如何实现的,完全可以忽略。


spring cache方案分析


spring cache利用动态代理的方式,在代理类中处理缓存的相关操作,同时调用被代理类中的方法,从而可以使操作缓存的代码和业务代码分离,并且后期需要强化缓存能力时,也只需要修改代理类中的方法即可。

以上就是Spring Cache的原理。Spring Cache是Spring提供的通用缓存框架。它利用了AOP,实现了基于注解的缓存功能,使开发者不用关心底层使用了什么缓存框架,只需要在方法上简单地加一个注解,就能实现缓存功能了。用户使用Spring Cache,可以快速开发一个很不错的缓存功能。

  代码目录



  注解导图



  注解使用示例


@Cacheable(value = "user_cache", unless = "#result == null")public User getUserById(Long id) { return userMapper.getUserById(id);}@CachePut(value = "user_cache", key = "#user.id", unless = "#result == null")public User updateUser(User user) { userMapper.updateUser(user); return user;}@CacheEvict(value = "user_cache", key = "#id")public void deleteUserById(Long id) { userMapper.deleteUserById(id);}


  方案分析


Spring Cache的功能很强大,设计也非常优雅。特别适合缓存控制没有那么细致的场景,比如偏静态展示页面,点赞数、排名等等,这些场景的特点是对数据实时性没有那么严格的要求,只需要将数据源缓存下来,过期之后自动刷新即可。这些场景下,Spring Cache就是神器,能大幅度提升研发效率。

但在高并发大数据量的场景下,精细的缓存颗粒度的控制上,还是需要做功能扩展。
  1. 多级缓存;
  2. 缓存定期刷新;
  3. 列表缓存;
  4. 缓存cpp保护机制;
  5. 缓存计数。

例如:Spring Cache并没有二级缓存的实现


自定义cache方案


学习spring cache框架方案,实现自定义cache框架,不仅保留spring cache框架的优点,同时实现spring cache很多缺失的能力,例如缓存击穿、缓存穿透保护,多级缓存等。


  注解代码示例



  方案架构



写在最后面

借助spring cache实现方式,构建自定义缓存框架,扩展了很多注解,例如计数、缓存刷新、列表缓存、分布式锁、多级缓存等,不仅实现了缓存代码和业务代码的分离,同时拓展了spring缓存的能力,极大的提升了代码的可读性,降低了缓存代码维护的效率。


团队介绍


天猫汽车技术团队的使命是极致体验的人车生活,重塑汽车行业,做你身边的贴心汽车管家,皆在打造消费者线上看车买车养车心智,数字化并垂直整合汽车行业,通过模式突破撬动品效合一,提升行业效率,创造行业红利。


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