基于Ehcache的Spring缓存详解

giku

一 简介

缓存，通过将数据保存在缓冲区中，可以为以后的相同请求提供更快速的查询，同时可以避免方法的多次执行，从而提高应用的性能。

在企业级应用中，为了提升性能，Spring提供了一种可以在方法级别上进行缓存的缓存抽象。通过使用AOP原则，Spring对使用缓存的方法自动生成相应代理类，如果已经为提供的参数执行过该方法，那么就不必重新执行实际方法而是直接返回被缓存的结果。在基于Spring的Web应用中，为了启用缓存功能，需要使用缓存注解对待使用缓存的方法进行标记。

Spring缓存仅仅提供了一种抽象，一般在企业级的Java应用中我们通常选择使用第三方的缓存框架与Spring进行集成，比如：Ehcache、Guava和Hazelcast等。接下来我将使用Ehcache框架来详细说明在SSM开发模式下的缓存配置和使用

注：文末将有整个测试项目的完成源代码，以供大家参考

二 SSM开发环境的搭建

（1）新建Java Web项目，并导入相应jar包：

最后的项目结构图如下所示：

  


（2）在web.xml中配置SpringMVC需要处理的请求：

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<servlet>     <servlet-name>springmvc</servlet-name>     <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>     <init-param>         <param-name>contextConfigLocation</param-name>         <param-value>classpath:context/jsp-dispatcher.xml</param-value>     </init-param>     <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet> <servlet-mapping>     <servlet-name>springmvc</servlet-name>     <url-pattern>*.html</url-pattern> </servlet-mapping>

（3）准备项目后面需要用到的数据库环境：

我这里使用了MySQL5.x，数据库名是“ehcache_db”，建表语句如下所示：

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/* Navicat MySQL Data Transfer Source Server         : sel Source Server Version : 50519 Source Host           : localhost:3306 Source Database       : ehcache_db Target Server Type    : MYSQL Target Server Version : 50519 File Encoding         : 65001 Date: 2016-05-05 22:41:46 */ SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0; -- ---------------------------- -- Table structure for user -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS `user`; CREATE TABLE `user` (   `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,   `name` varchar(32) DEFAULT NULL,   `password` varchar(64) DEFAULT NULL,   `email` varchar(64) DEFAULT NULL,   `birthday` date DEFAULT NULL,   PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8; -- ---------------------------- -- Records of user -- ---------------------------- INSERT INTO `user` VALUES ('1', 'admin', '123456', 'admin@zifangsky.cn', '2009-06-30'); INSERT INTO `user` VALUES ('2', 'test', '123456', 'test@zifangsky.cn', '1990-12-12'); INSERT INTO `user` VALUES ('3', '333', '333', 'eee@zifangsky.cn', '2016-05-01'); INSERT INTO `user` VALUES ('4', '444', '444', '444@zifangsky.cn', '2016-06-14'); INSERT INTO `user` VALUES ('5', '555', '555', '555@zifangsky.cn', '2016-05-12');

（4）配置数据源以及Mybatis相关配置：

在数据源配置这里我采用了C3P0连接池，当然也可以使用其他的连接池，这里就不多说了，不熟悉的话可以把本测试项目的源码下载下来参考一下即可。同时，由于在本测试项目中使用了Mybatis框架，因此可以使用mybatis-generator插件来自动生成一些基本的xxModel、xxMapper.java和xxMapper.xml等文件，如果关于这个插件不熟悉的话可以参考下我以前写过的这篇文章：http://www.zifangsky.cn/431.html

（5）在UserMapper.xml中添加一段根据用户ID查用户名的SQL语句：

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<select id="selectUserNameById" resultType="java.lang.String" parameterType="java.lang.Integer" >     select name     from user     where id = #{id,jdbcType=INTEGER}   </select>

（6）对应的在UserMapper.java中添加上这个功能的接口：

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/**      * 通过用户Id查用户名      *      * @param id      *            用户id      * @return 用户名      */     String selectUserNameById(Integer id);

（7）UserManager.java和UserManagerImpl.java：

实际上这两个类处于业务逻辑层，跟我们通常见到的xxService这种类是一样的功能

i）UserManager.java：

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package cn.zifangsky.manager; import cn.zifangsky.model.User; public interface UserManager {     int deleteByPrimaryKey(Integer id);     int insert(User record);     int insertSelective(User record);     User selectByPrimaryKey(Integer id);     User updateByPrimaryKeySelective(User record);     int updateByPrimaryKey(User record);     /**      * 通过用户Id查用户名      *      * @param id      *            用户id      * @return 用户名      */     String selectUserNameById(Integer id); }

几个基本的增删改查接口，跟UserMapper.java这个类是差不多的

ii）UserManagerImpl.java：

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package cn.zifangsky.manager.impl; import javax.annotation.Resource; import org.springframework.stereotype.Service; import cn.zifangsky.manager.UserManager; import cn.zifangsky.mapper.UserMapper; import cn.zifangsky.model.User; @Service(value = "userManagerImpl") public class UserManagerImpl implements UserManager {     @Resource(name = "userMapper")     private UserMapper userMapper;     public int deleteByPrimaryKey(Integer id) {         System.out.println("deleteByPrimaryKey方法开始执行：");         return userMapper.deleteByPrimaryKey(id);     }     public int insert(User record) {         return userMapper.insert(record);     }     public int insertSelective(User record) {         return userMapper.insertSelective(record);     }     public User selectByPrimaryKey(Integer id) {         System.out.println("selectByPrimaryKey方法开始执行：");         return userMapper.selectByPrimaryKey(id);     }     public User updateByPrimaryKeySelective(User user) {         System.out.println("updateByPrimaryKeySelective方法开始执行：");         userMapper.updateByPrimaryKeySelective(user);         return userMapper.selectByPrimaryKey(user.getId());       }     public int updateByPrimaryKey(User record) {         return userMapper.updateByPrimaryKey(record);     }     public String selectUserNameById(Integer id) {         System.out.println("selectUserNameById方法开始执行：");         String resultName = userMapper.selectUserNameById(id);         System.out.println("用户Id：" + id + "， 对应的用户名是： " + resultName);         return resultName;     } }

在这个实现类中针对每个方法通过调用userMapper中的对应方法来完成了一些基本的增删改查功能。当然如果对这里出现的@Service和@Resource这两个基本的SpringMVC注解不熟悉的话可以参考下我以前写过的这篇文章：http://www.zifangsky.cn/459.html

实际上，我们后面在启用缓存功能时就是在这个类上的一些方法上添加注解，当然现在可以不用管，待会再说。

（8）在UserController.java中添加一个测试方法，用于测试基于SSM框架的开发环境是否搭建成功：

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package cn.zifangsky.controller; import javax.annotation.Resource; import org.springframework.stereotype.Controller; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam; import org.springframework.web.servlet.ModelAndView; import cn.zifangsky.manager.UserManager; import cn.zifangsky.model.User; @Controller public class UserController {     @Resource(name="userManagerImpl")     private UserManager userManager;     @RequestMapping(value="/test.html")     public String user(@RequestParam(name="userId",required=false) Integer userId){         User user = userManager.selectByPrimaryKey(userId);         System.out.println("用户名： " + user.getName());         System.out.println("邮箱： " + user.getEmail());         return "success";     } }

（9）测试基于SSM框架的开发环境：

启动项目后在浏览器中访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/test.html?userId=1

如果出现在控制台中打印出了以下内容，则说明我们的测试环境已经搭建成功了

1 2	用户名： admin 邮箱： admin@zifangsky.cn

三 Ehcache框架与Spring的集成

（1）导入相关jar包

这里就不多说了，下载Ehcache的jar包并导入进去即可，也可以参考上面的项目结构图

（2）新建ehcache.xml：

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"     xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd">     <diskStore path="java.io.tmpdir" />     <defaultCache maxElementsInMemory="1000" eternal="false"         timeToIdleSeconds="120" timeToLiveSeconds="120" overflowToDisk="false" />     <cache name="myCache" maxElementsOnDisk="20000"           maxElementsInMemory="10000"           timeToIdleSeconds="0"                    timeToLiveSeconds="600"         eternal="true"           overflowToDisk="true"           diskPersistent="true"         memoryStoreEvictionPolicy="LFU" /> </ehcache> <!--     <diskStore>==========当内存缓存中对象数量超过maxElementsInMemory时,将缓存对象写到磁盘缓存中(需对象实现序列化接口)     <diskStore path=""&gt;==用来配置磁盘缓存使用的物理路径,Ehcache磁盘缓存使用的文件后缀名是*.data和*.index name=================缓存名称,cache的唯一标识(ehcache会把这个cache放到HashMap里)     maxElementsOnDisk====磁盘缓存中最多可以存放的元素数量,0表示无穷大 maxElementsInMemory==内存缓存中最多可以存放的元素数量,若放入Cache中的元素超过这个数值,则有以下两种情况 ：         1)若overflowToDisk=true,则会将Cache中多出的元素放入磁盘文件中         2)若overflowToDisk=false,则根据memoryStoreEvictionPolicy策略替换Cache中原有的元素     eternal==============缓存中对象是否永久有效,即是否永驻内存,true时将忽略timeToIdleSeconds和timeToLiveSeconds     timeToIdleSeconds====缓存数据在失效前的允许闲置时间(单位:秒),仅当eternal=false时使用,默认值是0表示可闲置时间无穷大,此为可选属性         即访问这个cache中元素的最大间隔时间,若超过这个时间没有访问此Cache中的某个元素,那么此元素将被从Cache中清除     timeToLiveSeconds====缓存数据在失效前的允许存活时间(单位:秒),仅当eternal=false时使用,默认值是0表示可存活时间无穷大         即Cache中的某元素从创建到清楚的生存时间,也就是说从创建开始计时,当超过这个时间时,此元素将从Cache中清除     overflowToDisk=======内存不足时,是否启用磁盘缓存(即内存中对象数量达到maxElementsInMemory时,Ehcache会将对象写到磁盘中)         会根据标签中path值查找对应的属性值,写入磁盘的文件会放在path文件夹下,文件的名称是cache的名称,后缀名是data     diskPersistent=======是否持久化磁盘缓存,当这个属性的值为true时,系统在初始化时会在磁盘中查找文件名为cache名称,后缀名为index的文件                        这个文件中存放了已经持久化在磁盘中的cache的index,找到后会把cache加载到内存                        要想把cache真正持久化到磁盘,写程序时注意执行net.sf.ehcache.Cache.put(Element element)后要调用flush()方法       diskExpiryThreadIntervalSeconds==磁盘缓存的清理线程运行间隔,默认是120秒       diskSpoolBufferSizeMB============设置DiskStore（磁盘缓存）的缓存区大小,默认是30MB       memoryStoreEvictionPolicy========内存存储与释放策略,即达到maxElementsInMemory限制时,Ehcache会根据指定策略清理内存                        共有三种策略,分别为LRU(最近最少使用)、LFU(最常用的)、FIFO(先进先出)   -->

这个文件是缓存的一些具体配置，有不懂的地方可以参考下注释中的内容

（3）在context.xml中添加缓存相关的配置：

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<!-- 缓存配置 --> <!-- 启用缓存注解功能  --> <cache:annotation-driven cache-manager="cacheManager" /> <!-- Spring自己的基于java.util.concurrent.ConcurrentHashMap实现的缓存管理器(该功能是从Spring3.1开始提供的) --> <!-- <bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.support.SimpleCacheManager">     <property name="caches"> <set> <bean name="myCache" class="org.springframework.cache.concurrent.ConcurrentMapCacheFactoryBean"/>     </set> </property> </bean> --> <!-- 若只想使用Spring自身提供的缓存器,则注释掉下面的两个关于Ehcache配置的bean,并启用上面的SimpleCacheManager即可 --> <!-- Spring提供的基于的Ehcache实现的缓存管理器 --> <bean id="cacheManagerFactory"     class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">     <property name="configLocation" value="classpath:ehcache.xml" /> </bean> <bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheCacheManager">     <property name="cacheManager" ref="cacheManagerFactory" /> </bean>

（4）测试缓存效果：

i）在UserManagerImpl.java的selectUserNameById方法上添加@Cacheable注解，表示启用缓存：

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// 测试，自定义了key：'selectUserNameById_' + #id // 同时设置了id=2才启动缓存，当然实际开发并不会设置这种条件 // @Cacheable(value="myCache",key="'selectUserNameById_' + #id" // ,condition="#id == 2") // @Cacheable(value="myCache",key="'selectUserNameById_' + #id" ,unless="#id // != 2") @Cacheable(value = "myCache", key = "'selectUserNameById_' + #id") public String selectUserNameById(Integer id) {     System.out.println("selectUserNameById方法开始执行：");     String resultName = userMapper.selectUserNameById(id);     System.out.println("用户Id：" + id + "， 对应的用户名是： " + resultName);     return resultName; }

从上面的代码可以看出，为了使用缓存，我们在这个方法上添加了一个@Cacheable注解。这个注解的含义是：有这个注解的方法将启用缓存功能，Spring将会自动生成代理类，根据这里的key值来判断此次查询是否已经被缓存过，如果被缓存过则直接从缓存中取得该方法的执行结果，如果没被缓存过那么将会实际执行这个方法并将结果进行缓存。这里的value对应的是我们在ehcache.xml文件中配置的一项具体的缓存参数配置。还要说明的是，这里的key值使用了Spring表达式语言（即：SpEL），为的就是通过一个唯一的id对每条user表中的数据建立不同的缓存，以此避免多个查询结果混淆。

同时，从我上面的注释可以看出，condition和unless参数可以用于生成有条件的缓存，可以根据在满足一定条件的情况下才对执行结果进行缓存。这里就不多说了，自己尝试一下就懂了。

当然，Spring的缓存除了@Cacheable这个注解外，还有@CacheEvict和@CachePut这两个常用注解，分别表示删除指定缓存和更新指定缓存。这两个注解的使用方法我们下面再说

ii）在UserController.java中添加一个测试方法：

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@RequestMapping(value="/ehcache.html") public ModelAndView testEhcache(@RequestParam(name="userId") Integer userId){     ModelAndView modelAndView = new ModelAndView("TestCache");     String userName = userManager.selectUserNameById(userId);     modelAndView.addObject("userId", userId);     if(userName != null){         modelAndView.addObject("userName", userName);     }     else{         modelAndView.addObject("userName", "null_ehcache");     }     return modelAndView; }

iii）对应的WebContent/WEB-INF/jsp/TestCache.jsp：

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<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"     pageEncoding="UTF-8"%> <% String path = request.getContextPath(); String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/"; %>    <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"> <base href="<%=basePath%>"> <title>测试SpringMVC的缓存——ehcache</title> </head> <body>     <div align="center">         用户Id是${userId }，对应的用户名是 ${userName }     </div> </body> </html>

iv）运行项目，并测试：

在浏览器中访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/ehcache.html?userId=4

可以发现，不仅显示了对应的jsp页面，同时控制台还输出了：

1	用户Id：4， 对应的用户名是： 444

表明第一次请求时是执行了selectUserNameById这个方法的

接下来我们清除控制台输出，再次访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/ehcache.html?userId=4

可以发现，jsp页面中的内容不变，但是控制台中并没有输出任何内容，也就是说在这次请求中并没有执行selectUserNameById这个方法，而是从缓存中直接取得的缓存值。因此，到这里缓存就配置成功了

四 @CacheEvict和@CachePut缓存注解

（1）@CacheEvict注解的使用：

@CacheEvict注解定义了相关方法负责从给定的缓存存储器中移除某些缓存值。虽然大多数的缓存框架都提供了缓存数据的有效时间，但是使用这个注解可以立即显式地从缓存存储器中删除过时的数据。这个注解通常用于在执行删除操作时使用

i）在UserManagerImpl.java的deleteByPrimaryKey方法上添加@CacheEvict注解：

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//@CacheEvict(value = "myCache", allEntries = true)  //清空所有缓存内容 // 在删除一条数据时同时删除该数据的缓存 @CacheEvict(value="myCache",key="'selectUserNameById_' + #id")    public int deleteByPrimaryKey(Integer id) {     System.out.println("deleteByPrimaryKey方法开始执行：");     return userMapper.deleteByPrimaryKey(id); }

与@Cacheable注解一样，@CacheEvict也提供了value、condition、key等属性，我们可以使用SpEL表达式自定义键和条件。此外，@CacheEvict注解还提供了两个特殊的属性，分别是：allEntries和beforeInvocation。分别表示是否清空指定的缓存存储器中的所有的缓存内容；是否在方法执行之前或者之后完成删除缓存操作。当然默认情况下，@Cacheable是在方法调用之后执行删除缓存操作

ii）UserController.java中添加一个删除方法：

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@RequestMapping(value="/delete.html") public ModelAndView deleteEhcache(@RequestParam(name="userId") Integer userId){     ModelAndView modelAndView = new ModelAndView("DeleteCache");     int status = userManager.deleteByPrimaryKey(userId);     modelAndView.addObject("userId", userId);     if(status == 1)         modelAndView.addObject("status", "成功");     else         modelAndView.addObject("status", "失败");     return modelAndView; }

iii）这个操作对应的视图文件WebContent/WEB-INF/jsp/DeleteCache.jsp：

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<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"     pageEncoding="UTF-8"%> <% String path = request.getContextPath(); String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/"; %>    <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"> <base href="<%=basePath%>"> <title>测试SpringMVC的缓存——ehcache</title> </head> <body>     <div align="center">         删除用户Id是${userId }的数据，执行状态： ${status }     </div> </body> </html>

iv）运行项目并测试：

项目启动后在浏览器中访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/ehcache.html?userId=5

执行完之后，显示视图如下：

紧接着再访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/delete.html?userId=5

执行完之后，显示视图如下：

最后，我们再次访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/ehcache.html?userId=5

执行完之后，显示视图如下：

可以发现，这个操作重新执行了selectUserNameById方法，并且没有从数据库中查询到id=5的用户名，说明不仅在数据库中删掉了该条记录同时userId=5的缓存也已经被删掉了

（2）@CachePut注解的使用：

对于标注了@CachePut注解的方法，它首先执行该方法，然后将返回值放到缓存中。通俗来讲，@CachePut有两个功能：

• 如果缓存存储器中已经有某个key的缓存了，那么在执行完标注了@CachePut注解的方法后，将会更新缓存存储器中这个key的缓存
  
• 如果缓存存储器中没有某个key的缓存，那么在执行完标注了@CachePut注解的方法后，将会在缓存存储器中使用这个方法的返回值来添加上这个key的缓存
  
  

i）在UserManagerImpl.java的selectByPrimaryKey方法和updateByPrimaryKeySelective方法上添加上对应的注解：

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/**      * 由于返回值是一个对象，因此启动缓存需要User这个类能够序列化， 也就是implements Serializable      */     @Cacheable(value = "myCache", key = "'select_' + #id")     public User selectByPrimaryKey(Integer id) {         System.out.println("selectByPrimaryKey方法开始执行：");         return userMapper.selectByPrimaryKey(id);     }     // 每次都会执行方法，并将返回值存入对应的缓存中（如果该key的缓存存在则更新，如果不存在则添加该key的缓存） //  @CachePut(value = "myCache", key = "'select_' + #user.getId()")     @CachePut(value = "myCache", key = "'select_' + #user.id")     public User updateByPrimaryKeySelective(User user) {         System.out.println("updateByPrimaryKeySelective方法开始执行：");         userMapper.updateByPrimaryKeySelective(user);         /**          * 用返回值更新缓存          *          * 不能直接返回一个int类型的状态，不然因为跟selectByPrimaryKey(Integer id)这个方法定义的缓存          * 的返回值不一样，因此项目运行报错          * */         return userMapper.selectByPrimaryKey(user.getId());       }

为了避免混淆，因此在生成缓存时没有使用selectUserNameById这个方法，而是使用了selectByPrimaryKey这个方法，同时key值的前缀也定义了一个不一样的“select_”

同时因为返回值是一个User对象，因此要想启动缓存就需要User这个类能够序列化， 也就是implements Serializable

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public class User implements Serializable{     private static final long serialVersionUID = 4780025517769228888L;     //其他的内容不变，这里就不粘贴这部分代码了 }

ii）在UserController.java中添加上对应的查询和更新方法：

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@RequestMapping(value="/update.html") public void updateEhcache(@RequestParam(name="userId") Integer userId,@RequestParam(name="name") String name){             User u = new User();     u.setId(userId);     u.setName(name);     userManager.updateByPrimaryKeySelective(u); } @RequestMapping(value="/select.html") public ModelAndView selectEhcache(@RequestParam(name="userId") Integer userId){     ModelAndView modelAndView = new ModelAndView("TestCache");     User u = userManager.selectByPrimaryKey(userId);     modelAndView.addObject("userId", userId);     if(u != null){         modelAndView.addObject("userName", u.getName());     }else{         modelAndView.addObject("userName", "null_select");     }     return modelAndView; }

iii）测试@CachePut注解更新已存在的缓存：

重新启动项目后，在浏览器中访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/select.html?userId=2

执行完之后，显示视图如下：

接着在浏览器中访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/update.html?userId=2&name=user2

执行完之后，再次访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/select.html?userId=2

执行完之后，显示视图如下：

可以发现，userId=2的缓存已经更新了，并且这次没有执行selectByPrimaryKey这个方法。这就可以说明@CachePut注解可以用于更新已经存在的缓存

iv）测试@CachePut注解更新并添加不存在的缓存：

在上面测试的基础上，在浏览器中直接访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/update.html?userId=3&name=user3

执行完之后，显示视图如下：

然后再次访问：http://localhost:9080/EhcacheDemo/select.html?userId=3

执行完之后，显示视图如下：

可以发现，这次操作并没有执行selectByPrimaryKey这个方法但是userId=3的缓存已经添加到缓存存储器中去了，说明在添加了@CachePut注解的updateByPrimaryKeySelective方法在第一次执行完之后不仅更新了数据库，同时也使用返回值在缓存存储器中添加上了userId=3的User缓存

PS：

（1）本次测试项目源代码：链接: http://pan.baidu.com/s/1skJnrrB 密码: ef5b