緩存

在程序中，緩存是一個高速數據存儲層，其中存儲了數據子集，且通常是短暫性存儲，這樣日后再次請求此數據時，速度要比訪問數據的主存儲位置快。通過緩存，可以高效地重用之前檢索或計算的數據。

為什么要用緩存

場景

在Java應用中，對于訪問頻率高，更新少的數據，通常的方案是將這類數據加入緩存中，相對從數據庫中讀取，讀緩存效率會有很大提升。

在集群環境下，常用的分布式緩存有Redis、Memcached等。但在某些業務場景上，可能不需要去搭建一套復雜的分布式緩存系統，在單機環境下，通常是會希望使用內部的緩存(LocalCache)。

方案

• 基于JSR107規范自研
• 基于ConcurrentHashMap實現數據緩存

JSR107規范目標

• 為應用程序提供緩存Java對象的功能。
• 定義了一套通用的緩存概念和工具。
• 最小化開發人員使用緩存的學習成本。
• 最大化應用程序在使用不同緩存實現之間的可移植性。
• 支持進程內和分布式的緩存實現。

JSR107規范核心概念

• Java Caching定義了5個核心接口，分別是CachingProvider, CacheManager, Cache, Entry 和 Expiry。
• CachingProvider定義了創建、配置、獲取、管理和控制多個CacheManager。一個應用可以在運行期訪問多個CachingProvider。
• CacheManager定義了創建、配置、獲取、管理和控制多個唯一命名的Cache，這些Cache存在于- CacheManager的上下文中。一個CacheManager僅被一個CachingProvider所擁有。
• Cache是一個類似Map的數據結構并臨時存儲以Key為索引的值。一個Cache僅被一個CacheManager所擁有。
• Entry是一個存儲在Cache中的key-value對。
• 每一個存儲在Cache中的條目有一個定義的有效期，即Expiry Duration。
  一旦超過這個時間，條目為過期的狀態。一旦過期，條目將不可訪問、更新和刪除。緩存有效期可以通過ExpiryPolicy設置。

小例子

使用Map來實現一個簡單的緩存功能

MapCacheDemo.java

package me.xueyao.cache.java;import java.lang.ref.SoftReference; import java.util.Optional; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;/*** @author simon* 用map實現一個簡單的緩存功能*/ public class MapCacheDemo {/*** 使用 ConcurrentHashMap，線程安全的要求。* 我使用SoftReference <Object> 作為映射值，因為軟引用可以保證在拋出OutOfMemory之前，如果缺少內存，將刪除引用的對象。* 在構造函數中，我創建了一個守護程序線程，每5秒掃描一次并清理過期的對象。*/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();}/*** 緩存對象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;}} }

代碼測試類MapCacheDemoTests.java

package me.xueyao.cache.java;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("從緩存中取出值:" + mapCacheDemo.get("uid_10001"));Thread.sleep(5000L);System.out.println("5秒鐘過后");System.out.println("從緩存中取出值:" + mapCacheDemo.get("uid_10001"));// 5秒后數據自動清除了~} }

轉載于:https://www.cnblogs.com/loveyous/p/11399225.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java内存缓存-通过Map定制简单缓存的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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