文章目录
- 第三章 缓存中间件
- 第一节 Java内存缓存
- 3.1.1 缓存介绍
- 什么是缓存
- 为什么要用缓存
- 3.1.2 自研Java内存缓存
- 场景
- 方案
- 3.1.3 谷歌Guava缓存
- Guava Cache介绍
第三章 缓存中间件
第一节 Java内存缓存
3.1.1 缓存介绍
什么是缓存
为什么要用缓存
- 读多写少用缓存
3.1.2 自研Java内存缓存
场景
方案
- 基于JSR107规范自研
了解一下就行，因为~没太多的应用
http://jcp.org/en/jsr/detail?id=107
1. 目标
为应用程序提供缓存Java对象的功能。
定义了一套通用的缓存概念和工具。
最小化开发人员使用缓存的学习成本。
最大化应用程序在使用不同缓存实现之间的可移植性。
支持进程内和分布式的缓存实现。
2. 核心概念
Java Caching定义了5个核心接口，分别是CachingProvider, CacheManager, Cache, Entry 和 Expiry。
CachingProvider定义了创建、配置、获取、管理和控制多个CacheManager。一个应用可以在运行期访问多个CachingProvider。
CacheManager定义了创建、配置、获取、管理和控制多个唯一命名的Cache，这些Cache存在于CacheManager的上下文中。一个CacheManager仅被一个CachingProvider所拥有。
Cache是一个类似Map的数据结构并临时存储以Key为索引的值。一个Cache仅被一个CacheManager所拥有。
Entry是一个存储在Cache中的key-value对。
每一个存储在Cache中的条目有一个定义的有效期，即Expiry Duration。
一旦超过这个时间，条目为过期的状态。一旦过期，条目将不可访问、更新和删除。缓存有效期可以通过ExpiryPolicy设置。- 基于ConcurrentHashMap实现数据缓存
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
// 用map实现一个简单的缓存功能
public class MapCacheDemo {
// 我使用了 ConcurrentHashMap，线程安全的要求。
//我使用SoftReference <Object> 作为映射值，因为软引用可以保证在抛出OutOfMemory之前，如果缺少内存，将删除引用的对象。
//在构造函数中，我创建了一个守护程序线程，每5秒扫描一次并清理过期的对象。
private static final int CLEAN_UP_PERIOD_IN_SEC = 5;
private final ConcurrentHashMap<String, SoftReference<CacheObject>> cache = new ConcurrentHashMap<>();
public MapCacheDemo() {
Thread cleanerThread = new Thread(() -> {
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
Thread.sleep(CLEAN_UP_PERIOD_IN_SEC * 1000);
cache.entrySet().removeIf(entry -> Optional.ofNullable(entry.getValue()).map(SoftReference::get).map(CacheObject::isExpired).orElse(false));
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
});
cleanerThread.setDaemon(true);
cleanerThread.start();
}
public void add(String key, Object value, long periodInMillis) {
if (key == null) {
return;
}
if (value == null) {
cache.remove(key);
} else {
long expiryTime = System.currentTimeMillis() + periodInMillis;
cache.put(key, new SoftReference<>(new CacheObject(value, expiryTime)));
}
}
public void remove(String key) {
cache.remove(key);
}
public Object get(String key) {
return Optional.ofNullable(cache.get(key)).map(SoftReference::get).filter(cacheObject -> !cacheObject.isExpired()).map(CacheObject::getValue).orElse(null);
}
public void clear() {
cache.clear();
}
public long size() {
return cache.entrySet().stream().filter(entry -> Optional.ofNullable(entry.getValue()).map(SoftReference::get).map(cacheObject -> !cacheObject.isExpired()).orElse(false)).count();
}
// 缓存对象value
private static class CacheObject {
private Object value;
private long expiryTime;
private CacheObject(Object value, long expiryTime) {
this.value = value;
this.expiryTime = expiryTime;
}
boolean isExpired() {
return System.currentTimeMillis() > expiryTime;
}
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
}
}- 简单测试一下
public class MapCacheDemoTests {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MapCacheDemo mapCacheDemo = new MapCacheDemo();
mapCacheDemo.add("uid_10001", "{1}", 5 * 1000);
mapCacheDemo.add("uid_10002", "{2}", 5 * 1000);
mapCacheDemo.add("uid_10003", "{3}", 5 * 1000);
System.out.println("从缓存中取出值:" + mapCacheDemo.get("uid_10001"));
Thread.sleep(5000L);
System.out.println("5秒钟过后");
System.out.println("从缓存中取出值:" + mapCacheDemo.get("uid_10001"));
// 5秒后数据自动清除了~
}
}3.1.3 谷歌Guava缓存
Guava Cache介绍
要先引入依赖
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>27.0.1-jre</version>
</dependency>import com.google.common.cache.*;
import com.study.cache.java.pojo.User;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
// https://github.com/google/guava
public class GuavaCacheDemo {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException {
//缓存接口这里是LoadingCache，LoadingCache在缓存项不存在时可以自动加载缓存
LoadingCache<String, User> userCache
//CacheBuilder的构造函数是私有的，只能通过其静态方法newBuilder()来获得CacheBuilder的实例
= CacheBuilder.newBuilder()
//设置并发级别为8，并发级别是指可以同时写缓存的线程数
.concurrencyLevel(8)
//设置写缓存后8秒钟过期
.expireAfterWrite(8, TimeUnit.SECONDS)
//设置写缓存后1秒钟刷新
.refreshAfterWrite(1, TimeUnit.SECONDS)
//设置缓存容器的初始容量为10
.initialCapacity(10)
//设置缓存最大容量为100，超过100之后就会按照LRU最近虽少使用算法来移除缓存项
.maximumSize(100)
//设置要统计缓存的命中率
.recordStats()
//设置缓存的移除通知
.removalListener(new RemovalListener<Object, Object>() {
@Override
public void onRemoval(RemovalNotification<Object, Object> notification) {
System.out.println(notification.getKey() + " 被移除了，原因： " + notification.getCause());
}
})
//build方法中可以指定CacheLoader，在缓存不存在时通过CacheLoader的实现自动加载缓存
.build(
new CacheLoader<String, User>() {
@Override
public User load(String key) throws Exception {
System.out.println("缓存没有时，从数据库加载" + key);
// TODO jdbc的代码~~忽略掉
return new User("tony" + key, key);
}
}
);
// 第一次读取
for (int i = 0; i < 20; i++) {
User user = userCache.get("uid" + i);
System.out.println(user);
}
// 第二次读取
for (int i = 0; i < 20; i++) {
User user = userCache.get("uid" + i);
System.out.println(user);
}
System.out.println("cache stats:");
//最后打印缓存的命中率等 情况
System.out.println(userCache.stats().toString());
}
}
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