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Spring Boot

Spring Boot 是一个开源的 Java 基础框架,旨在简化 Spring 应用的创建和开发过程。它由 Pivotal 团队(现为 VMware)开发,是 Spring 平台和第三方库的集成,提供了一个快速且广泛接受的方式来构建 Spring 应用。Spring Boot 使得设置和配置 Spring 应用变得简单,主要通过约定优于配置的原则,减少了项目的样板代码。

Spring Boot
服务端5月30日 00:10
Spring Boot 的启动流程是怎样的?关键阶段有哪些?Spring Boot 启动本质上是 `SpringApplication.run()` 创建并刷新 Spring 容器的过程。主线可以记成:创建 SpringApplication、准备 Environment、创建 ApplicationContext、刷新容器、启动 WebServer、执行 Runner、发布 ready 事件。真正初始化 Bean、自动配置和启动内嵌 Tomcat 的核心都发生在 `refreshContext()` 里的 `ApplicationContext.refresh()`。 ## 追问 ### SpringApplication 实例化时做了什么? 它会推断应用类型:Servlet、Reactive 或普通应用;再加载 `ApplicationContextInitializer`、`ApplicationListener`,并推断 main 方法所在主类。这一步还没创建业务 Bean,只是在准备启动所需的元信息。 ### Environment 是什么时候准备的? 在创建 ApplicationContext 之前。Spring Boot 会合并命令行参数、系统属性、环境变量、application.yml/properties 和 profile 配置,再发布 `ApplicationEnvironmentPreparedEvent`。 ### refresh() 为什么最关键? 因为它会加载 BeanDefinition、执行 BeanFactoryPostProcessor、注册 BeanPostProcessor、实例化非懒加载单例 Bean。Servlet 应用的内嵌 Tomcat/Jetty 通常也在刷新过程的 `onRefresh()` 阶段创建并启动。 ### Runner 在什么时候执行? `ApplicationRunner` 和 `CommandLineRunner` 在容器刷新完成、`ApplicationStartedEvent` 发布后执行。它们适合做启动后的初始化任务,但不要放耗时阻塞逻辑,否则应用迟迟到不了 ready 状态。 ### 启动失败会发生什么? Spring Boot 会发布 `ApplicationFailedEvent`,销毁已创建的 Bean,并把异常继续抛出。排查启动问题时,重点看 Environment、自动配置条件和 Bean 创建异常。 ## 写段代码 ```java @SpringBootApplication public class App { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(App.class, args); } } ```
服务端5月29日 01:38
Spring Boot 中如何实现异步编程?Spring Boot 通过 `@EnableAsync` + `@Async` 实现声明式异步编程。在配置类上标注 `@EnableAsync` 开启支持,在方法上标注 `@Async` 即可在独立线程执行;默认使用 `SimpleAsyncTaskExecutor`(每次新建线程),生产环境应自定义 `ThreadPoolTaskExecutor` 并通过 `@Async("executorName")` 指定线程池。有返回值的方法返回 `CompletableFuture`,调用方可通过 `future.get()` 或 `CompletableFuture.allOf()` 组合多个异步结果。异常处理方面,返回 `CompletableFuture` 的方法异常会传播到 future,void 方法需实现 `AsyncUncaughtExceptionHandler`。注意同类内部调用 `@Async` 方法不生效(绕过代理)。 ## 追问 - **ThreadPoolTaskExecutor 的核心参数如何设置?** IO 密集型核心线程数可设为 CPU 核数 * 2,队列容量适当放大;CPU 密集型核心线程数为 CPU 核数 + 1,队列不宜过大;拒绝策略推荐 `CallerRunsPolicy` 由提交线程执行降速。 - **@Async 方法为什么同类调用不生效?如何解决?** `@Async` 依赖 AOP 代理,`this.method()` 绕过代理直接调用原始方法;解决方案是注入自身代理 `@Lazy private XxxService self` 后通过 `self.method()` 调用。 - **CompletableFuture 的 thenCombine 和 thenCompose 有何区别?** `thenCombine` 将两个独立异步结果合并(BiFunction),`thenCompose` 用于异步结果串联(flatMap 语义,前一步结果决定后一步操作)。 - **@Async 和 @Transactional 一起使用有什么陷阱?** 事务上下文绑定 ThreadLocal,异步方法在新线程执行导致事务不传播;应在异步方法内部调用另一个 Bean 的事务方法,而非叠加注解。 - **如何将 RequestContext 传播到异步线程?** 使用 `TaskDecorator` 在任务提交时捕获主线程的 RequestAttributes,在异步线程执行前设置,执行后清除。 ## 写段代码 ```java @EnableAsync @Configuration public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer { @Override public Executor getAsyncExecutor() { ThreadPoolTaskExecutor ex = new ThreadPoolTaskExecutor(); ex.setCorePoolSize(5); ex.setMaxPoolSize(20); ex.setQueueCapacity(100); ex.setThreadNamePrefix("async-"); ex.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); ex.initialize(); return ex; } } ```
服务端5月29日 01:38
Spring Boot 中如何实现多环境配置?Spring Boot 通过 Profile 机制实现多环境配置。核心做法是创建 `application-{profile}.yml` 文件(如 `application-dev.yml`、`application-prod.yml`),公共配置放 `application.yml`,环境特有配置放对应 Profile 文件,同名属性 Profile 文件覆盖默认值。激活方式包括配置文件中 `spring.profiles.active`、启动参数 `--spring.profiles.active=prod`、环境变量 `SPRING_PROFILES_ACTIVE`。代码层面用 `@Profile` 注解按环境条件注册 Bean,Spring Boot 2.4+ 还支持 `spring.profiles.group` 将多个 Profile 组合激活。配置优先级为:命令行参数 > 环境变量 > Profile 文件 > 默认文件。 ## 追问 - **application.yml 和 application-dev.yml 同名属性如何取舍?** Profile 文件优先,覆盖默认文件中的同名配置;若同时激活多个 Profile,后激活的覆盖先激活的。 - **@Profile 注解标注在类和方法上有什么区别?** 标注在 `@Configuration` 类上整个配置类按条件加载,标注在 `@Bean` 方法上只控制单个 Bean 的注册。 - **单文件多文档块(---分隔)和多文件方式如何选择?** 多文档块适合配置较少的项目,管理简单;多文件适合配置量大、环境差异明显的项目,避免单文件过长且减少合并冲突。 - **生产环境敏感信息如何保护?** 使用环境变量 `${DB_PASSWORD}` 引用,或通过 Jasypt 对配置值加密存储为 `ENC(密文)`,运行时由加密器解密。 - **Profile 分组解决了什么问题?** 一个环境可能需要同时激活多个维度(如 prod + prod-db + prod-mq),分组将它们聚合为一个名称,简化启动参数。 ## 写段代码 ```java @Configuration public class DataSourceConfig { @Bean @Profile("dev") public DataSource devDs() { return new HikariDataSource(new HikariConfig() {{ setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost/dev"); }}); } @Bean @Profile("prod") public DataSource prodDs() { HikariConfig c = new HikariConfig(); c.setJdbcUrl("jdbc:mysql://prod-db/prod"); c.setUsername(System.getenv("DB_USER")); return new HikariDataSource(c); } } ```
服务端5月29日 01:37
Spring Boot 中如何实现全局异常处理?Spring Boot 通过 `@RestControllerAdvice` + `@ExceptionHandler` 实现全局异常处理。前者是 AOP 组件,拦截所有 Controller 抛出的异常;后者按异常类型匹配处理方法,返回统一的响应体。典型做法是定义自定义 `BusinessException` 携带错误码和消息,在异常处理类中分别处理业务异常、参数校验异常(`MethodArgumentNotValidException`)和兜底异常(`Exception`),对外返回结构化的错误响应,对内记录日志并隐藏堆栈细节。RFC 7807 的 `application/problem+json` 是业界推荐的错误响应格式。 ## 追问 - **@RestControllerAdvice 和 @ControllerAdvice 有何区别?** 前者是后者的 `@ResponseBody` 组合注解,方法返回值直接序列化为 JSON;后者适用于返回 ModelAndView 的传统 MVC 场景。 - **多个 @ExceptionHandler 匹配同一个异常时如何选择?** Spring 选择异常类型最具体的那个方法,即继承链中最靠近抛出异常类型的处理器优先。 - **如何处理 404 异常?** 默认 Spring Boot 不抛出 404 异常而是返回白标签页,需设置 `throw-exception-if-no-handler-found=true` 并关闭 `add-mappings=false`,再用 `@ExceptionHandler(NoHandlerFoundException.class)` 捕获。 - **BusinessException 为什么用 RuntimeException 而非 Checked Exception?** 避免 `try-catch` 侵入业务代码,全局处理器统一兜底,保持代码整洁。 - **参数校验异常 MethodArgumentNotValidException 和 ConstraintViolationException 分别在何时触发?** 前者发生在 `@RequestBody` + `@Valid` 校验请求体时,后者发生在 `@RequestParam` + `@Validated` 校验单参数时。 ## 写段代码 ```java @RestControllerAdvice public class GlobalExHandler { @ExceptionHandler(BusinessException.class) public ResponseEntity<Result<Void>> onBiz(BusinessException e) { return ResponseEntity.badRequest().body(Result.error(e.getCode(), e.getMessage())); } @ExceptionHandler(Exception.class) public ResponseEntity<Result<Void>> onEx(Exception e) { return ResponseEntity.status(500).body(Result.error(500, "系统繁忙")); } } ```
服务端5月29日 01:37
Spring Boot 如何整合 MyBatis 进行数据库操作?引入 mybatis-spring-boot-starter 后,通过 @MapperScan 扫描接口、XML 或注解编写 SQL 即可完成整合。核心三要素:Mapper 接口(定义方法签名)、映射文件(编写 SQL 与 ResultMap)、自动配置(驼峰映射、数据源)。简单 CRUD 用注解(@Select/@Insert),复杂动态 SQL 用 XML(where/set/foreach)。PageHelper.startPage 即可实现分页,@Transactional 管理事务。 ## 追问 **@Mapper 和 @MapperScan 有什么区别?** @Mapper 逐个标注接口,适合 Mapper 少的场景;@MapperScan 在启动类统一指定包路径,批量注册,推荐使用。两者二选一,不可重复注册。 **#{} 和 ${} 的区别是什么?** #{} 使用预编译参数(PreparedStatement 占位符),防止 SQL 注入;${} 直接字符串拼接,有注入风险,仅用于表名、列名等不可预编译的位置。 **ResultMap 和 ResultType 怎么选?** 字段名与属性一致时用 resultType 自动映射(配合 map-underscore-to-camel-case);不一致或有关联查询(association/collection)时必须用 resultMap 手动映射。 **动态 SQL 的 where 标签解决了什么问题?** 自动去除首个多余 AND/OR,并在条件全空时不生成 WHERE 子句,避免语法错误。set 标签同理,自动去除末尾多余逗号。 **PageHelper 分页的原理和坑是什么?** PageHelper 基于 MyBatis Interceptor 拦截 SQL,自动拼接 LIMIT。坑:startPage 必须紧挨查询语句,中间不能有其他查询,否则分页错乱;只对紧跟的第一条查询生效。 ## 写段代码 ```java @SpringBootApplication @MapperScan("com.example.mapper") public class App { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(App.class, args); } } // XML 动态查询 <select id="selectByCondition" resultMap="BaseMap"> SELECT * FROM user <where> <if test="name != null">AND name LIKE CONCAT('%',#{name},'%')</if> </where> </select> ```
服务端5月29日 01:37
Spring Boot 中如何实现安全认证?Spring Boot 通过 `spring-boot-starter-security` 集成 Spring Security,核心流程为:请求进入 `SecurityFilterChain`,依次经过认证过滤器(如 `UsernamePasswordAuthenticationFilter` 或自定义 JWT Filter),由 `AuthenticationManager` 委托 `UserDetailsService` 加载用户并校验凭证,认证成功后将 `Authentication` 存入 `SecurityContextHolder`;授权阶段通过 `@PreAuthorize` 或 URL 规则判断权限。JWT 场景下需自定义 Filter 从 Header 提取 Token 并验证,同时将 `SessionCreationPolicy` 设为 `STATELESS`。 ## 追问 - **SecurityFilterChain 的执行顺序如何控制?** 通过 `http.addFilterBefore()/after()` 指定过滤器位置,Spring Security 内置过滤器有固定顺序(如 `UsernamePasswordAuthenticationFilter` 位于 `BasicAuthenticationFilter` 之前)。 - **UserDetailsService 和 UserDetails 的职责分别是什么?** `UserDetailsService` 负责从数据源加载用户信息,`UserDetails` 是用户信息的载体接口,包含密码、权限和账户状态。 - **JWT 无状态方案下如何实现 Token 注销?** 可维护黑名单(Redis 存储已注销 Token 直至过期)或采用短期 Token + Refresh Token 轮换机制。 - **@PreAuthorize 和 URL 授权规则各自适合什么场景?** URL 规则适合粗粒度的路径级控制,`@PreAuthorize` 适合方法级细粒度控制,支持 SpEL 表达式如 `@userSecurity.canAccess(authentication, #id)`。 - **为什么密码必须用 BCrypt 而非 MD5?** BCrypt 内置盐值且计算成本可调,抗彩虹表和暴力破解;MD5 是快速哈希,易被暴力穷举。 ## 写段代码 ```java @Bean SecurityFilterChain chain(HttpSecurity http) throws Exception { http.csrf(c -> c.disable()) .sessionManagement(s -> s.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)) .authorizeHttpRequests(a -> a .requestMatchers("/api/auth/**").permitAll() .requestMatchers("/api/admin/**").hasRole("ADMIN") .anyRequest().authenticated()) .addFilterBefore(jwtFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class); return http.build(); } ```
服务端5月29日 01:37
Spring Boot 微服务如何实现服务注册与发现?服务注册与发现是微服务架构的基础设施:服务启动时将自身地址注册到注册中心,消费方从注册中心拉取可用实例列表并调用。主流方案有 Eureka(AP、已停维)、Nacos(AP/CP 可切换、国产生态)、Consul(CP、云原生友好)。核心流程三步:注册(实例启动时上报 IP/端口)、心跳(定时续约保活)、拉取(客户端缓存实例列表并定时刷新)。Nacos 是当前新项目首选,临时实例走客户端心跳,持久实例走服务端探活,还内置配置中心。 ## 追问 **Eureka 自我保护机制触发后,实例下线能否被感知?** 不能立即感知。自我保护模式下 Eureka 不再剔除过期实例,客户端可能拿到已下线的地址,需配合 Ribbon 重试或熔断兜底。 **Nacos 临时实例和持久实例的区别是什么?** 临时实例(ephemeral=true)由客户端发心跳,不续约则自动剔除,适合微服务;持久实例由服务端主动探活,不会自动删除,适合数据库等基础设施。 **客户端发现与服务端发现有什么区别?** 客户端发现:消费方从注册中心拉取列表,本地负载均衡(Eureka/Nacos);服务端发现:请求先到网关/代理,由代理侧转发(Consul + Nginx)。前者少一跳,后者解耦消费方。 **注册中心选型时 CAP 如何取舍?** Eureka 牺牲一致性保可用(AP),适合网络分区时仍需可用的场景;Consul/ZK 保一致性(CP),适合不能容忍脏数据的场景;Nacos 支持按实例切换 AP/CP。 **优雅下线如何避免请求打到已注销实例?** 先从注册中心注销,再等待正在处理的请求完成(如 5s),最后关闭服务。Spring Boot 可监听 ContextClosedEvent 触发注销,配合 sleep 等待在途请求。 ## 写段代码 ```java @SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient public class OrderApp { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderApp.class, args); } } @FeignClient(name = "user-service") public interface UserClient { @GetMapping("/users/{id}") User getById(@PathVariable Long id); } ```
服务端5月29日 01:37
Spring Boot Starter 的作用和原理是什么?Starter 是 Spring Boot 提供的依赖聚合与自动配置的组合机制。它将某项功能所需的所有依赖打包成一个 POM 依赖描述符,同时通过 `@EnableAutoConfiguration` 扫描 `META-INF/spring.factories`(或 2.7+ 的 `AutoConfiguration.imports`)中注册的自动配置类,配合 `@ConditionalOnClass`、`@ConditionalOnMissingBean` 等条件注解,实现按需装配 Bean。因此引入一个 starter 即可获得完整的依赖集合和零配置的功能启用。 ## 追问 - **@ConditionalOnClass 和 @ConditionalOnMissingBean 分别解决什么问题?** 前者在 classpath 存在指定类时才装配,避免缺少依赖导致启动失败;后者在容器中无同名 Bean 时才创建,允许用户覆盖默认配置。 - **官方 starter 和第三方 starter 的命名规范有何不同?** 官方为 `spring-boot-starter-*`,第三方为 `*-spring-boot-starter`,反过来便于区分来源。 - **Spring Boot 2.7 后为什么用 AutoConfiguration.imports 替代 spring.factories?** spring.factories 职责过重,AutoConfiguration.imports 专用于自动配置注册,加载更高效且语义更清晰。 - **自定义 starter 时 @ConfigurationProperties 有什么作用?** 将 `application.yml` 中以指定前缀开头的属性映射到 Java 对象,实现外部化配置的类型安全绑定。 - **Starter 依赖传递和 BOM 版本管理是什么关系?** Starter 聚合依赖但不管理版本,版本由 `spring-boot-dependencies` BOM 统一控制,确保兼容性。 ## 写段代码 ```java @Configuration @ConditionalOnClass(DataSource.class) @EnableConfigurationProperties(MyProps.class) public class MyAutoConfiguration { @Bean @ConditionalOnMissingBean public MyService myService(MyProps p) { return new MyService(p.getHost(), p.getPort()); } } ```
服务端5月28日 01:31
什么是 Spring Boot 的自动配置原理?## Spring Boot 的自动配置原理是什么? Spring Boot 的自动配置,简单说就是:根据你引入的依赖和已有的配置,自动帮你把该配的 Bean 都配好。你不用手写一堆 XML,也不用挨个注册 Bean,Spring Boot 帮你搞定。 这个能力背后靠的是三个核心机制:**SPI 发现配置类 → 条件注解过滤 → 属性绑定定制**。下面逐一拆解。 ## 入口:@SpringBootApplication 做了什么? 启动类上的 `@SpringBootApplication` 是个复合注解,拆开来看: ```java @SpringBootConfiguration // 标记当前类是配置类 @EnableAutoConfiguration // 开启自动配置(核心) @ComponentScan // 扫描当前包及子包下的组件 public @interface SpringBootApplication {} ``` 其中 `@EnableAutoConfiguration` 是关键,它又引入了 `AutoConfigurationImportSelector`,这就是整个自动配置的调度中心。 ## 自动配置的三步核心流程 ### 第一步:发现候选配置类 Spring Boot 启动时,`AutoConfigurationImportSelector` 会去类路径下查找自动配置类的注册信息。这里有个重要的版本差异: **Spring Boot 2.7 之前**,读取的是 `META-INF/spring.factories`: ```properties org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\ org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\ org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration ``` **Spring Boot 2.7+ / 3.x**,新增了 `META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports` 文件: ``` org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration ``` 每行一个全限定类名,格式更简洁。Spring Boot 3.x 中 `spring.factories` 已被废弃,统一使用 imports 文件。这个变化面试中经常被追问,务必记住。 ### 第二步:条件注解过滤 扫描到的配置类不是全部生效,Spring Boot 用 `@Conditional` 系列注解做条件判断: | 条件注解 | 生效条件 | 典型场景 | |---------|---------|----------| | `@ConditionalOnClass` | 类路径存在指定类 | 引了 mysql 驱动才配 DataSource | | `@ConditionalOnMissingBean` | 容器中不存在该 Bean | 用户没自定义才给默认实现 | | `@ConditionalOnProperty` | 配置项满足指定值 | 开关控制是否启用 | | `@ConditionalOnWebApplication` | 是 Web 应用 | 只在 Web 环境配 MVC | | `@ConditionalOnMissingClass` | 类路径不存在指定类 | 互斥依赖场景 | 其中 `@ConditionalOnMissingBean` 最常被问——它保证了"用户自定义优先,框架兜底默认"的设计原则。你手动声明了一个 Bean,自动配置就不会再创建同类型的。 ### 第三步:属性绑定定制默认值 自动配置类通过 `@ConfigurationProperties` 把 `application.yml` 中的属性绑定到 Java 对象: ```java @Configuration @ConditionalOnClass(DataSource.class) @EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class) public class DataSourceAutoConfiguration { @Bean @ConditionalOnMissingBean public DataSource dataSource(DataSourceProperties properties) { return DataSourceBuilder.create() .url(properties.getUrl()) .username(properties.getUsername()) .password(properties.getPassword()) .build(); } } ``` `DataSourceProperties` 通过 `@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")` 绑定配置,这样你在 yml 里写的 `spring.datasource.url` 就能自动注入。框架提供合理的默认值,你想改就改,不想改直接用。 ## 执行时机:自动配置在什么时候生效? ``` SpringApplication.run() └── refreshContext() └── invokeBeanFactoryPostProcessors() └── AutoConfigurationImportSelector.selectImports() ├── 读取 spring.factories / imports 文件 ├── 条件注解过滤 └── 返回满足条件的配置类全限定名数组 ``` 自动配置发生在 Spring 容器刷新的早期阶段,在普通 Bean 实例化之前,这样自动配置产生的 Bean 就能被后续流程正常使用。 ## 如何自定义一个 Starter? 理解了原理,写一个自定义 Starter 就是照猫画虎: **1)配置类 + 条件注解** ```java @AutoConfiguration @ConditionalOnClass(MyService.class) @EnableConfigurationProperties(MyProperties.class) public class MyAutoConfiguration { @Bean @ConditionalOnMissingBean public MyService myService(MyProperties properties) { return new MyService(properties.getName(), properties.isEnabled()); } } ``` **2)属性类** ```java @ConfigurationProperties(prefix = "my.service") public class MyProperties { private String name = "default"; private boolean enabled = true; // getter/setter } ``` **3)注册配置类** Spring Boot 3.x 在 `META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports` 中添加: ``` com.example.MyAutoConfiguration ``` Spring Boot 2.x 则在 `META-INF/spring.factories` 中注册。 ## 如何排除不需要的自动配置? 注解方式: ```java @SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class}) public class Application {} ``` 配置文件方式: ```yaml spring: autoconfigure: exclude: - org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration ``` 还可以用 `@ConditionalOnProperty` 做开关,通过配置项控制是否启用某个自动配置,比硬编码 exclude 更灵活。 ## 一句话总结 Spring Boot 自动配置的本质:**SPI 机制发现候选类 → @Conditional 条件过滤 → @ConfigurationProperties 属性绑定**,三条线串起来,实现了"约定优于配置"。你引了依赖它就帮你配,你想改就改,不改也有合理默认。 --- **追问方向**:spring.factories 和 imports 文件的区别是什么?@ConditionalOnMissingBean 如何保证用户自定义优先?自动配置的加载顺序怎么控制(@AutoConfigureBefore/After)?AutoConfigurationImportSelector 的过滤去重逻辑是怎样的?
服务端5月28日 01:31
Spring Boot 中如何实现缓存?## 核心回答 Spring Boot 通过 **Spring Cache Abstraction** 提供统一的缓存抽象,开发者只需添加 `@EnableCaching` 注解和对应缓存实现依赖,即可用 `@Cacheable`、`@CachePut`、`@CacheEvict` 等注解实现声明式缓存。常用实现方案有三种: - **ConcurrentMapCache**:基于 `ConcurrentHashMap`,零依赖,适合单机开发测试 - **Caffeine**:高性能本地缓存,支持过期策略和容量限制,适合单机生产环境 - **Redis**:分布式缓存,支持持久化和集群,适合多实例部署 选择依据:单机选 Caffeine,分布式选 Redis,开发调试用 ConcurrentMapCache。 ## 缓存注解用法 ### @Cacheable —— 查询时缓存 方法执行前先查缓存,命中则直接返回,未命中才执行方法并缓存结果: ```java @Cacheable(value = "users", key = "#id", unless = "#result == null") public User getUserById(Long id) { return userRepository.findById(id).orElse(null); } ``` - `key`:支持 SpEL 表达式,如 `#id`、`#user.name` - `condition`:满足条件才缓存(方法执行前判断) - `unless`:满足条件则不缓存(方法执行后判断) ### @CachePut —— 更新缓存 方法一定执行,执行后用返回值更新缓存: ```java @CachePut(value = "users", key = "#user.id") public User updateUser(User user) { return userRepository.save(user); } ``` ### @CacheEvict —— 删除缓存 ```java // 删除指定 key @CacheEvict(value = "users", key = "#id") public void deleteUser(Long id) { ... } // 清空整个缓存区域 @CacheEvict(value = "users", allEntries = true) public void clearUserCache() { } ``` `beforeInvocation = true` 可在方法执行前删缓存,防止方法异常导致缓存未清除。 ### @Caching —— 组合操作 ```java @Caching( put = { @CachePut(value = "users", key = "#user.id") }, evict = { @CacheEvict(value = "userList", allEntries = true) } ) public User saveUser(User user) { return userRepository.save(user); } ``` ## Caffeine 本地缓存配置 ```xml <dependency> <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId> <artifactId>caffeine</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency> ``` ```java @Configuration @EnableCaching public class CaffeineCacheConfig { @Bean public CacheManager cacheManager() { CaffeineCacheManager manager = new CaffeineCacheManager(); manager.setCaffeine(Caffeine.newBuilder() .initialCapacity(100) .maximumSize(1000) .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) .recordStats()); return manager; } } ``` YAML 简写方式(Spring Boot 2.7+): ```yaml spring: cache: type: caffeine caffeine: spec: maximumSize=1000,expireAfterWrite=10m ``` 不同缓存区域可用 `registerCustomCache` 分别配置过期时间和容量。 ## Redis 分布式缓存配置 ```xml <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> </dependency> ``` ```yaml spring: redis: host: localhost port: 6379 cache: type: redis redis: time-to-live: 600000 cache-null-values: false key-prefix: "myapp:" ``` ```java @Configuration @EnableCaching public class RedisCacheConfig { @Bean public CacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory factory) { RedisCacheConfiguration defaults = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig() .entryTtl(Duration.ofMinutes(10)) .serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair .fromSerializer(new StringRedisSerializer())) .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair .fromSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer())); Map<String, RedisCacheConfiguration> configs = new HashMap<>(); configs.put("users", defaults.entryTtl(Duration.ofMinutes(30))); configs.put("products", defaults.entryTtl(Duration.ofMinutes(5))); return RedisCacheManager.builder(factory) .cacheDefaults(defaults) .withInitialCacheConfigurations(configs) .transactionAware() .build(); } } ``` ## 缓存穿透、击穿、雪崩 | 问题 | 原因 | 解法 | |------|------|------| | 穿透 | 查询不存在的数据,缓存和DB都没有 | 缓存空值(短TTL)或布隆过滤器 | | 击穿 | 热点key过期,大量请求同时打到DB | 互斥锁或逻辑过期 | | 雪崩 | 大量key同时过期 | 随机过期时间 + 多级缓存 | 互斥锁示例(基于 Redisson): ```java public User getUserWithLock(Long id) { String key = "users::" + id; String cached = redisTemplate.opsForValue().get(key); if (cached != null) return JSON.parseObject(cached, User.class); RLock lock = redissonClient.getLock("lock:users:" + id); try { if (lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS)) { try { cached = redisTemplate.opsForValue().get(key); if (cached != null) return JSON.parseObject(cached, User.class); User user = userRepository.findById(id).orElse(null); if (user != null) { redisTemplate.opsForValue().set(key, JSON.toJSONString(user), 30, TimeUnit.MINUTES); } return user; } finally { lock.unlock(); } } } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } return null; } ``` ## 面试追问 **@Cacheable 和 @CachePut 有什么区别?** @Cacheable 会先查缓存,命中则跳过方法执行;@CachePut 不查缓存,方法一定执行后用返回值更新缓存。更新场景必须用 @CachePut,否则缓存不会刷新。 **缓存和事务一起用要注意什么?** Spring 缓存注解基于 AOP 代理,在事务边界之外执行。如果事务回滚,缓存可能已经写入脏数据。建议写操作用 @CachePut 且在事务提交后再更新,或用 `TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization` 在事务提交后操作缓存。 **多级缓存怎么实现?** L1 用 Caffeine(本地,毫秒级),L2 用 Redis(分布式,5-10ms)。读取时先查 L1,未命中查 L2,再未命中查 DB 并回写 L1 和 L2。更新时先更新 DB,再删 L1 和 L2 缓存。可用 `CompositeCacheManager` 组合多个 CacheManager。 **Spring Cache 的 key 生成规则是什么?** 默认用 `SimpleKeyGenerator`:无参用 `SimpleKey.EMPTY`,一个参数直接用该参数,多个参数用 `SimpleKey(params)`。自定义可实现 `KeyGenerator` 接口,通过 `keyGenerator` 属性引用。 ## 方案选型总结 | 缓存类型 | 适用场景 | 优点 | 缺点 | |---------|---------|------|------| | ConcurrentMapCache | 单机开发测试 | 零配置、无额外依赖 | 不支持过期和分布式 | | Caffeine | 单机生产环境 | 高性能、支持过期淘汰 | 不支持多实例共享 | | Redis | 分布式生产环境 | 支持集群和持久化 | 网络开销、需要运维 |