缓存是最直接有效提升系统性能的手段之一。个人认为用好用对缓存是优秀程序员的必备基本素质。本文结合实际开发经验,从简单概念原理和代码入手,一步一步搭建一个简单的二级缓存系统。
一、通用缓存接口
1、缓存基础算法
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FIFO(First In First Out),先进先出,和OS里的FIFO思路相同,如果一个数据最先进入缓存中,当缓存满的时候,应当把最先进入缓存的数据给移除掉。
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LFU(Least Frequently Used),最不经常使用,如果一个数据在最近一段时间内使用次数很少,那么在将来一段时间内被使用的可能性也很小。
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LRU(Least Recently Used),最近最少使用,如果一个数据在最近一段时间没有被访问到,那么在将来它被访问的可能性也很小。也就是说,当限定的空间已存满数据时,应当把最久没有被访问到的数据移除。
2、接口定义
简单定义缓存接口,大致可以抽象如下:
package com.power.demo.cache.contract;
import java.util.function.Function;
/**
* 缓存提供者接口
**/
public interface CacheProviderService {
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
**/
<T extends Object> T get(String key);
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
**/
<T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function);
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
* @param funcParm function函数的调用参数
**/
<T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm);
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
* @param expireTime 过期时间(单位:毫秒) 可为空
**/
<T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function, Long expireTime);
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
* @param funcParm function函数的调用参数
* @param expireTime 过期时间(单位:毫秒) 可为空
**/
<T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm, Long expireTime);
/**
* 设置缓存键值
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param obj 缓存值 不可为空
**/
<T extends Object> void set(String key, T obj);
/**
* 设置缓存键值
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param obj 缓存值 不可为空
* @param expireTime 过期时间(单位:毫秒) 可为空
**/
<T extends Object> void set(String key, T obj, Long expireTime);
/**
* 移除缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
**/
void remove(String key);
/**
* 是否存在缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
**/
boolean contains(String key);
}
注意,这里列出的只是常见缓存功能接口,一些在特殊场景下用到的统计类的接口、分布式锁、自增(减)等功能不在讨论范围之内。
Get相关方法,注意多个参数的情况,缓存接口里面传人的Function,这是Java8提供的函数式接口,虽然支持的入参个数有限(这里你会非常怀念.NET下的Func委托),但是仅对Java这个语言来说,这真是一个重大的进步^_^。
接口定义好了,下面就要实现缓存提供者程序了。按照存储类型的不同,本文简单实现最常用的两种缓存提供者:本地缓存和分布式缓存。
二、本地缓存
本地缓存,也就是JVM级别的缓存(本地缓存可以认为是直接在进程内通信调用,而分布式缓存则需要通过网络进行跨进程通信调用),一般有很多种实现方式,比如直接使用Hashtable、ConcurrentHashMap等天生线程安全的集合作为缓存容器,或者使用一些成熟的开源组件,如EhCache、Guava Cache等。本文选择上手简单的Guava缓存。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-534105.html
1、什么是Guava
Guava,简单来说就是一个开发类库,且是一个非常丰富强大的开发工具包,号称可以让使用Java语言更令人愉悦,主要包括基本工具类库和接口、缓存、发布订阅风格的事件总线等。在实际开发中,我用的最多的是集合、缓存和常用类型帮助类,很多人都对这个类库称赞有加。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-534105.html
2、添加依赖
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
</dependency>
3、实现接口
/*
* 本地缓存提供者服务 (Guava Cache)
* */
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = AppConst.BASE_PACKAGE_NAME)
@Qualifier("localCacheService")
public class LocalCacheProviderImpl implements CacheProviderService {
private static Map<String, Cache<String, Object>> _cacheMap = Maps.newConcurrentMap();
static {
Cache<String, Object> cacheContainer = CacheBuilder.newBuilder()
.maximumSize(AppConst.CACHE_MAXIMUM_SIZE)
.expireAfterWrite(AppConst.CACHE_MINUTE, TimeUnit.MILLISECONDS)//最后一次写入后的一段时间移出
//.expireAfterAccess(AppConst.CACHE_MINUTE, TimeUnit.MILLISECONDS) //最后一次访问后的一段时间移出
.recordStats()//开启统计功能
.build();
_cacheMap.put(String.valueOf(AppConst.CACHE_MINUTE), cacheContainer);
}
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
**/
public <T extends Object> T get(String key) {
T obj = get(key, null, null, AppConst.CACHE_MINUTE);
return obj;
}
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
**/
public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function) {
T obj = get(key, function, key, AppConst.CACHE_MINUTE);
return obj;
}
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
* @param funcParm function函数的调用参数
**/
public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm) {
T obj = get(key, function, funcParm, AppConst.CACHE_MINUTE);
return obj;
}
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
* @param expireTime 过期时间(单位:毫秒) 可为空
**/
public <T extends Object> T get(String key, Function<String, T> function, Long expireTime) {
T obj = get(key, function, key, expireTime);
return obj;
}
/**
* 查询缓存
*
* @param key 缓存键 不可为空
* @param function 如没有缓存,调用该callable函数返回对象 可为空
* @param funcParm function函数的调用参数
* @param expireTime 过期时间(单位:毫秒) 可为空
**/
public <T extends Object, M extends Object> T get(String key, Function<M, T> function, M funcParm, Long expireTime) {
T obj = null;
if (StringUtils.isEmpty(key) == true) {
return obj;
}
expireTime = getExpireTime(expireTime);
Cache<String, Object> cacheContainer = getCacheContainer(expireTime);
try {
if (function == null) {
obj = (T) cacheContainer.getIfPresent(key);
} else {
final Long cachedTime = expireTime;
obj = (T) cacheContainer.get(key, () -> {
T retObj =
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