Spring Boot + Caffeine：打造高性能缓存解决方案

1. 引言

1.1 缓存的重要性

缓存是提升系统性能的关键技术之一，通过将频繁访问的数据存储在内存中，减少对数据库或其他外部系统的访问次数，从而降低延迟并提高吞吐量。

• 缓存的基本概念：缓存是一种临时存储机制，用于快速访问常用数据。
• 缓存在提升系统性能中的作用：减少数据库负载、加快响应时间、支持高并发访问。

1.2 Spring Boot与Caffeine简介

• Spring Boot的核心特性：Spring Boot是一个快速开发框架，提供了自动配置、嵌入式服务器和依赖注入等功能，简化了Java应用的开发过程。
• Caffeine缓存的特点与优势：Caffeine是一款高性能的本地缓存库，支持LRU、TTL等淘汰策略，并具有线程安全性和低延迟特性。

2. Caffeine缓存基础

2.1 Caffeine简介

Caffeine的设计目标是提供一种高效、易用的缓存解决方案，其核心特点包括：

• 高性能：基于Segmented Lock实现线程安全。
• 灵活的淘汰策略：支持LRU（最近最少使用）、LFU（最不常使用）和TTL（过期时间）。
• 易于集成：支持与Spring Cache无缝结合。

示例代码：创建一个简单的Caffeine缓存

import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;

public class CaffeineExample {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建缓存实例
        Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
                .maximumSize(100) // 最大容量为100
                .expireAfterWrite(5, TimeUnit.MINUTES) // 写入后5分钟过期
                .build();

        // 添加数据到缓存
        cache.put("key1", "value1");

        // 获取缓存中的值
        String value = cache.getIfPresent("key1");
        System.out.println("Value: " + value); // 输出：Value: value1
    }
}

2.2 Caffeine的核心功能

• 缓存加载与刷新机制：支持同步加载和异步加载。
• 缓存淘汰策略：可根据业务需求选择合适的淘汰策略。
• 线程安全性与高性能特点：Caffeine通过分段锁和批量操作优化性能。

示例代码：设置缓存淘汰策略

Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
        .maximumSize(100) // 最大容量
        .expireAfterAccess(10, TimeUnit.MINUTES) // 访问后10分钟过期
        .expireAfterWrite(30, TimeUnit.MINUTES) // 写入后30分钟过期
        .build();

3. 在Spring Boot中集成Caffeine

3.1 添加依赖

在pom.xml中添加Caffeine和Spring Cache的依赖：

<dependency>
    <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
    <artifactId>caffeine</artifactId><