Spring Boot 缓存注解详解：@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict（超详细实战版）

news2025/6/6 20:48:05

💡 前言

在高并发、高性能的系统开发中，缓存是提升接口响应速度和降低数据库压力的重要手段。Spring Boot 提供了强大的缓存抽象层 —— spring-context-support，并结合 JSR-107 标准，提供了多个缓存注解，如：

@Cacheable
@CachePut
@CacheEvict

这些注解可以让我们在不侵入业务逻辑的前提下，轻松实现方法级别的缓存管理。

本文将带你从零开始掌握 Spring Boot 中常用的缓存注解，并通过多个实际案例演示其强大功能，包括：

查询缓存优化
数据更新同步
删除缓存策略
多级缓存架构设计
Redis 实战整合
缓存穿透、击穿、雪崩的解决方案

无论你是初学者，还是有一定经验的开发者，这篇文章都能让你快速上手 Spring Boot 缓存机制！

📦 一、Spring Boot 缓存核心机制概述

✅ 缓存抽象原理

Spring 的缓存机制基于 AOP 实现，本质上是在方法执行前后插入缓存逻辑：

注解	功能
`@Cacheable`	先查缓存，有则返回；没有则执行方法并将结果缓存
`@CachePut`	执行方法后更新缓存（常用于新增或更新操作）
`@CacheEvict`	清除缓存（常用于删除或刷新缓存）

📌 注意：

这些注解只能用在 public 方法上；
只有当调用方通过 Spring 代理调用该方法时才生效（即不能在同一个类中直接调用带注解的方法）；
需要启用缓存功能：@EnableCaching

🛠️ 二、快速入门：开启缓存支持

Step 1：添加依赖（以 Redis 为例）

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

也可以使用本地缓存如 Caffeine 或 Ehcache。

Step 2：启用缓存

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

🔁 三、三大缓存注解详解与实战

✅ 1. @Cacheable：查询缓存，避免重复计算

场景说明：

当你有一个查询接口，数据变更频率低，但查询频繁，就可以使用 @Cacheable 来缓存结果。

示例代码：

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Cacheable(value = "users", key = "#userId")
    public User getUserById(Long userId) {
        System.out.println("【真实查询】用户ID：" + userId);
        return userRepository.findById(userId).orElse(null);
    }
}

参数说明：

value / cacheNames：指定缓存名称，可理解为缓存区域；
key：缓存键，默认使用参数生成；
unless：条件判断，例如 unless = "#result == null" 表示结果为空时不缓存；
condition：根据条件决定是否缓存，例如 condition = "#userId > 0"。

✅ 2. @CachePut：更新缓存，保持一致性

场景说明：

当你对数据进行了更新或新增操作，需要同步更新缓存，保证下次查询拿到的是最新数据。

示例代码：

@CachePut(value = "users", key = "#user.id")
public User updateUser(User user) {
    return userRepository.save(user);
}

📌 注意：

@CachePut 总是会执行方法体，并将结果放入缓存；
常用于新增、修改等写操作。

✅ 3. @CacheEvict：清除缓存，强制刷新

场景说明：

当你删除某个数据或批量清空缓存时，就需要使用 @CacheEvict。

示例代码：

@CacheEvict(value = "users", key = "#userId")
public void deleteUser(Long userId) {
    userRepository.deleteById(userId);
}

清空整个缓存区：

@CacheEvict(value = "users", allEntries = true)
public void clearAllUsers() {
    // 删除所有用户逻辑
}

📌 参数说明：

allEntries = true：清空该缓存区域下的所有键；
beforeInvocation = true：是否在方法执行前清空缓存（默认 false，在方法执行后）。

🎯 四、进阶技巧与最佳实践

✅ 1. 自定义缓存 Key 生成策略

可以通过实现 KeyGenerator 接口自定义缓存 key 的生成方式：

@Bean
public KeyGenerator customKeyGenerator() {
    return (target, method, params) -> {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(target.getClass().getSimpleName());
        sb.append(method.getName());
        for (Object obj : params) {
            sb.append(obj.toString());
        }
        return sb.toString();
    };
}

然后在注解中使用：

@Cacheable(value = "users", keyGenerator = "customKeyGenerator")

✅ 2. 设置缓存过期时间（以 Redis 为例）

在 application.yml 中配置：

spring:
  redis:
    timeout: 60s
  cache:
    redis:
      time-to-live: 3600000 # 1小时

✅ 3. 多级缓存策略（Redis + Caffeine）

为了进一步提升性能，可以采用“本地缓存 + 分布式缓存”的组合方案：

使用 Caffeine 作为本地缓存，减少网络开销；
使用 Redis 作为分布式缓存，确保多节点间数据一致。

示例配置：

@Configuration
public class CacheConfig {

    @Bean
    public CacheManager caffeineCacheManager() {
        CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager("localUsers");
        cacheManager.setCacheBuilder(Caffeine.newBuilder().expireAfterWrite(5, TimeUnit.MINUTES));
        return cacheManager;
    }

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(factory);
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
        template.afterPropertiesSet();
        return template;
    }
}

✅ 4. 缓存穿透、击穿、雪崩解决方案

问题	解决方案
缓存穿透	缓存空值、使用布隆过滤器
缓存击穿	加互斥锁、设置永不过期
缓存雪崩	设置不同过期时间、集群缓存

示例：防止缓存穿透

@Cacheable(value = "products", key = "#productId", unless = "#result == null")
public Product getProductById(Long productId) {
    Product product = productRepository.findById(productId).orElse(null);
    if (product == null) {
        // 缓存空值，防止缓存穿透
        redisService.setWithExpire("product:" + productId, "", 60, TimeUnit.SECONDS);
    }
    return product;
}

🧩 五、综合案例：商品信息缓存实战

背景：

我们有一个商品服务，包含如下功能：

查询商品详情（缓存）
更新商品信息（更新缓存）
删除商品（清除缓存）

代码示例：

@Service
public class ProductService {

    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    @Cacheable(value = "products", key = "#productId")
    public Product getProductById(Long productId) {
        return productRepository.findById(productId).orElse(null);
    }

    @CachePut(value = "products", key = "#product.id")
    public Product updateProduct(Product product) {
        return productRepository.save(product);
    }

    @CacheEvict(value = "products", key = "#productId")
    public void deleteProduct(Long productId) {
        productRepository.deleteById(productId);
    }
}

📘 六、常见问题与解决方案

问题	原因	解决办法
注解不生效	没加 `@EnableCaching`	添加注解
同一类内调用失效	AOP 代理失效	将方法抽离到另一个 Bean 中
缓存未更新	没使用 `@CachePut` 或 `@CacheEvict`	加上对应注解
key 冲突	key 重复导致覆盖	使用更细粒度的 key 策略
不支持序列化	缓存对象未实现 Serializable	使用 JSON 序列化或实现接口

🧭 七、总结对比表

注解	作用	是否执行方法	适用场景
`@Cacheable`	查询缓存	有缓存则跳过方法	查询频繁、更新少的数据
`@CachePut`	更新缓存	总是执行方法	新增/修改操作
`@CacheEvict`	删除缓存	总是执行方法	删除或刷新缓存