自命为缓存之王的Caffeine（6）

您好，我是湘王，这是我的慕课手记，欢迎您来，欢迎您再来～

之前用Caffeine替代Redis的时候，发现先保存KV，再获取key，过期时间为3秒。但即使过了3秒，还是能获取到保存的数据。这是为什么呢？因为之前在整合SpringBoot时，使用的是注解方式，在配置文件中已经定死了Caffeine的过期时间。

## Caffeine

spring.cache.cache-names=test

spring.cache.type=caffeine

spring.cache.caffeine.spec=initialCapacity=50,maximumSize=500,expireAfterWrite=300s

就是因为这里的expireAfterWrite=300s导致数据3秒后不能清除。经过测试，发现果然是300秒后Caffeine过期。

使用注解式的Caffeine，应用一旦启动，是无法动态调整过期时间的，必然与MongoDB时间不同步。

进一步延伸思考：Caffeine是没有持久化功能的，所以当应用重新启动的时候，上一次为Caffeine设置的过期时间会被重置。因此Caffeine + MongoDB替代Redis存储Token其实需要解决一个很关键的问题：MongoDB和Caffeine过期时间的同步问题，也就是Caffeine的过期时间要能够灵活调整的问题。

所以，需要放弃注解式Caffeine，使用自定义LoadingCache。当MongoDB保存时，就要同步到Caffeine。而当应用重启时，就要重新同步Caffeine。

修改CacheDao，增加LoadingCache定义：

private static LoadingCache<String, String> loadingCache = null;

/**
 * 自定义LoadingCache，指定过期时间expiretime
 *
 */
private LoadingCache<String, String> initCache(long expiretime) {
    return Caffeine.newBuilder()
            .initialCapacity(1)
            .maximumSize(100)
            .expireAfterWrite(expiretime, TimeUnit.MILLISECONDS)
            .build(key -> {
                // 没有数据或过期时返回null
                return null;
            });
}

注意：时间单位是TimeUnit.MILLISECONDS，搞错了就看不到效果了。

修改saveObject()方法：

/**
 * 保存时，需要增加过期时间，方便同步到Caffeine
 *
 * @param key
 * @param value
 * @param expiretime
 * @return
 */
public boolean saveObject(final String key, final String value, final long expiretime) {
    Query query = new Query(Criteria.where("key").is(key));
    Update update = new Update();
    long time = System.currentTimeMillis();
    update.set("key", key);
    update.set("value", value);
    update.set("time", time);
    try {
        UpdateResult result = mongoTemplate.upsert(query, update, Cache.class);
        if (result.wasAcknowledged()) {
            // 同步到Caffeie
            loadingCache = initCache(expiretime * 1000);
            loadingCache.put(key, value);
            return true;
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return false;
}

注意其中的同步到Caffeine那两行。

最后，修改getObject()——重点来了！这是最关键的一步，应用重启之后还能否和MongoDB保持时间同步，就在于它了：

// expiretime指的是从存储到失效之间的时间间隔，单位毫秒
public String getObject(final String key, final long expiretime) {
    String result = null;
    // loadingCache不为空说明之前已经同步过了，可以直接读取它的值
    if (null != loadingCache) {
        result = loadingCache.get(key);
        if (null != result) {
            // 读取到值时，直接返回，读取不到就去mongodb读取
            return result;
        }
    }
    Query query = new Query(Criteria.where("key").is(key));
    Cache cache = (Cache) mongoTemplate.findOne(query, Cache.class);
    System.out.println("getObject(" + key + ", " + expiretime + ") from mongo");

    if (null != cache) {
        // -1表示永不过期
        if (-1 == expiretime) {
            return cache.getValue();
        }
        // 如果当前时间 - 存储cache时的时间 >= 过期间隔
        long currentTtime = System.currentTimeMillis();
        if (currentTtime - cache.getTime() >= expiretime * 1000) {
            // 删除key，并返回null
            removeObject(key);
        } else {
            /**
             * 需要计算出当前时间与过期时间之间的差值，并赋予Caffeine的失效时间
             * 计算过程分析：
             * 保存时间：00:00
             * 当前时间：00:03
             * 过期时间：10秒
             * 那么第一次读取时需要将剩余的7秒赋给Caffeine
             */
            if (null == loadingCache) {// loadingCache==null说明loadingCache需要同步
                loadingCache = initCache(expiretime * 1000 - (currentTtime - cache.getTime()));
                loadingCache.put(key, cache.getValue());
            }
            return cache.getValue();
        }
    }
    return null;
}

由于保存时增加了过期时间，Service和Controller也要修改：

/**
 * 缓存Service接口
 *
 * @author 湘王
 */
@Service
public class CacheService {
   @Autowired
   private CacheDao<Cache> cacheDao;

   public String getObject(final String key, final long expiretime) {
      return cacheDao.getObject(key, expiretime);
   }

   /**
    * 增加了过期时间expiretime
    *
    * @param key
    * @param value
    * @param expiretime
    * @return
    */
   public boolean saveObject(final String key, final String value, final long expiretime) {
      return cacheDao.saveObject(key, value, expiretime);
   }

   public boolean removeObject(final String key) {
      return cacheDao.removeObject(key);
   }
}

/**
 * Cache控制器
 *
 * 湘王
 */
@RestController
public class CacheController {
    @Autowired
    private CacheService cacheService;

    /**
     * 增加了过期时间expiretime
     *
     * @param key
     * @param value
     * @param expiretime
     */
    @GetMapping("/cache/save")
    public void save(final String key, final String value, final int expiretime) {
        cacheService.saveObject(key, value, expiretime);
    }

    // 获取数据，过期时间为秒（会转换为毫秒）
    @GetMapping("/cache/get")
    public String get(final String key, final int expiretime) {
        String result = cacheService.getObject(key, expiretime);
        if (null == result) {
            return "expire value";
        }
        return result;
    }
}

修改后测试：

1、启动应用，通过save()保存，再通过get()读取，有效；

2、启动应用，通过get()读取，读取不到值（因为未设置），有效；

3、启动应用，通过save()保存，停止服务并稍后重启（可以在过期时间内重启，也可以在过期时间外重启）：

3.1、通过get()读取，如果是在有效期内，能够读取到值，有效；

3.2、通过get()读取，如果超过有效期，就读取不到值了，有效。

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