如何进行高效的源码阅读：以Spring Cache扩展为例带你搞清楚

╰半橙微兮° 2021-11-23 06:28 250阅读 0赞

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# **摘要** #

日常开发中，需要用到各种各样的框架来实现API、系统的构建。作为程序员，除了会使用框架还必须要了解框架工作的原理。这样可以便于我们排查问题，和自定义的扩展。那么如何去学习框架呢。通常我们通过阅读文档、查看源码，然后又很快忘记。始终不能融汇贯通。本文主要基于Spring Cache扩展为例，介绍如何进行高效的源码阅读。

# **SpringCache的介绍** #

为什么以Spring Cache为例呢，原因有两个

1.  Spring框架是web开发最常用的框架,值得开发者去阅读代码，吸收思想
2.  缓存是企业级应用开发必不可少的，而随着系统的迭代，我们可能会需要用到内存缓存、分布式缓存。那么Spring Cache作为胶水层，能够屏蔽掉我们底层的缓存实现。

一句话解释Spring Cache: 通过注解的方式，利用AOP的思想来解放缓存的管理。

**step1 查看文档**

首先通过查看官方文档，概括了解Spring Cache

[https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/boot-features-caching.html][https_docs.spring.io_spring-boot_docs_current_reference_html_boot-features-caching.html]

重点两点

1.  两个接口抽象 Cache,CacheManager,具体的实现都是基于这两个抽象实现。
2.  典型的SPI机制，和eat your dog food。当需要提供接口给外部调用，首先自己内部的实现也必须基于同样一套抽象机制

> The cache abstraction does not provide an actual store and relies on abstraction materialized by the org.springframework.cache.Cache and org.springframework.cache.CacheManager interfaces.

1.  Spring Cache提供了这些缓存的实现，如果没有一种CacheManage,或者CacheResolver，会按照指定的顺序去实现

> If you have not defined a bean of type CacheManager or a CacheResolver named cacheResolver (see CachingConfigurer), Spring Boot tries to detect the following providers (in the indicated order):
> 
> 1.Generic
> 
> 2.JCache (JSR-107) (EhCache 3, Hazelcast, Infinispan, and others)
> 
> 3.EhCache 2.x
> 
> 4.Hazelcast
> 
> 5.Infinispan
> 
> 6.Couchbase
> 
> 7.Redis
> 
> 8.Caffeine
> 
> 9.Simple

**step2 run demo**

对Spring Cache有了一个大概的了解后，我们首先使用起来，跑个demo。

定义一个用户查询方法

@Component
    public class CacheSample {
     @Cacheable(cacheNames = "users")
     public Map<Long, User> getUser(final Collection<Long> userIds) {
     System.out.println("not cache");
     final Map<Long, User> mapUser = new HashMap<>();
     userIds.forEach(userId -> {
     mapUser.put(userId, User.builder().userId(userId).name("name").build());
     });
     return mapUser;
     }
    </pre>
    
    配置一个CacheManager
    
    <pre style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; box-sizing: border-box; font-family: Consolas, Menlo, Courier, monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; position: relative; line-height: 1.5; color: rgb(153, 153, 153); margin: 1em 0px; padding: 12px 10px; background: rgb(244, 245, 246); border: 1px solid rgb(232, 232, 232); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">@Configuration
    public class CacheConfig {
     @Primary
     @Bean(name = { "cacheManager" })
     public CacheManager getCache() {
     return new ConcurrentMapCacheManager("users");
     }
    </pre>

API调用

@RestController
    @RequestMapping("/api/cache")
    public class CacheController {
     @Autowired
     private CacheSample cacheSample;
     @GetMapping("/user/v1/1")
     public List<User> getUser() {
     return cacheSample.getUser(Arrays.asList(1L,2L)).values().stream().collect(Collectors.toList());
     }
     }
    </pre>

**step3 debug 查看实现**

demo跑起来后，就是debug看看代码如何实现的了。

因为直接看源代码的，没有调用关系，看起来会一头雾水。通过debug能够使你更快了解一个实现。

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如何进行高效的源码阅读：以Spring Cache扩展为例带你搞清楚

通过debug我们会发现主要控制逻辑是在切面CacheAspectSupport

会先根据cache key找缓存数据，没有的话put进去。

**step4 实现扩展**

知道如何使用Spring Cache后，我们需要进一步思考，就是如何扩展。那么带着问题出发。

比如Spring Cache不支持批量key的缓存，像上文我们举的例子,我们希望缓存的key是userId，而不是Collection userIds。以userId为key,这样的缓存命中率更高，存储的成本更小。

@Cacheable(cacheNames = "users")
     public Map<Long, User> getUser(final Collection<Long> userIds) {}
    </pre>

所以我们要实现对Spring Cache进行扩展。step3中我们已经大致了解了Spring Cache的实现。那么实现这个扩展的功能就是拆分Collection userIds,缓存命中的从缓存中获取，没有命中的，调用源方法。

@Aspect
    @Component
    public class CacheExtenionAspect {
     @Autowired
     private CacheExtensionManage cacheExtensionManage;
     /**
     * 返回的结果中缓存命中的从缓存中获取，没有命中的调用原来的方法获取
     * @param joinPoint
     * @return
     */
     @Around("@annotation(org.springframework.cache.annotation.Cacheable)")
     @SuppressWarnings("unchecked")
     public Object aroundCache(final ProceedingJoinPoint joinPoint) {
    
     // 修改掉Collection值，cacheResult需要重新构造一个
     args[0] = cacheResult.getMiss();
     try {
     final Map<Object, Object> notHit = CollectionUtils.isEmpty(cacheResult.getMiss()) ? null
     : (Map<Object, Object>) (method.invoke(target, args));
     final Map<Object, Object> hits = cacheResult.getHit();
     if (Objects.isNull(notHit)) {
     return hits;
     }
     // 设置缓存
     cacheResult.getCache().putAll(notHit);
     hits.putAll(notHit);
     return hits；
     }
    }
    然后扩展Cache,CacheManage
    重写Cache的查找缓存方法，返回新的CacheResult
     public static Object lookup(final CacheExtension cache, final Object key) {
     if (key instanceof Collection) {
     final Collection<Object> originalKeys = ((Collection) key);
     if (originalKeys == null || originalKeys.isEmpty()) {
     return CacheResult.builder().cache(cache).miss(
     Collections.emptySet())
     .build();
     }
     final List<Object> keys = originalKeys.stream()
     .filter(Objects::nonNull).collect(Collectors.toList());
     final Map<Object, Object> hits = cache.getAll(keys);
     final Set<Object> miss = new HashSet(keys);
     miss.removeAll(hits.keySet());
     return CacheResult.builder().cache(cache).hit(hits).miss(miss).build();
     }
     return null;
     }
    CacheResult就是新的缓存结果格式
     @Builder
     @Setter
     @Getter
     static class CacheResult {
     final CacheExtension cache;
     // 命中的缓存结果
     final Map<Object, Object> hit;
     // 需要重新调用源方法的keys
     private Set<Object> miss;
     }
    </pre>

然后扩展CacheManager，没什么重写，就是自定义一种manager类型

为缓存指定新的CacheManager

@Primary @Bean public CacheManager getExtensionCache() { return new CacheExtensionManage("users2"); }
    </pre>

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由于篇幅过长哈，不能全部发出，需要完整代码可以**点击链接获取：[https://shimo.im/docs/QzafqtfKU4MoODI9/read][https_shimo.im_docs_QzafqtfKU4MoODI9_read]**

# **总结** #

本文主要介绍一种源码学习方法，纯属抛砖引玉，如果你有好的方法，**欢迎留言分享。**

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[https_docs.spring.io_spring-boot_docs_current_reference_html_boot-features-caching.html]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fdocs.spring.io%2Fspring-boot%2Fdocs%2Fcurrent%2Freference%2Fhtml%2Fboot-features-caching.html
[13894260-9c11ab1f4df9474c]: /images/20211122/7106833db01142a282ac68c3ebba1fbf.png
[https_shimo.im_docs_QzafqtfKU4MoODI9_read]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fshimo.im%2Fdocs%2FQzafqtfKU4MoODI9%2Fread