Java?guava框架LoadingCache及CacheBuilder本地小容量緩存框架總結(jié)

更新時間：2023年12月22日 11:56:09 作者：極光雨雨

Guava?Cache本地緩存框架主要是一種將本地?cái)?shù)據(jù)緩存到內(nèi)存中,但數(shù)據(jù)量并不能太大,否則將會占用過多的內(nèi)存,本文給大家介紹Java?guava框架?LoadingCache及CacheBuilder?本地小容量緩存框架總結(jié),感興趣的朋友一起看看吧

Guava Cache本地緩存框架介紹

主要是一種將本地?cái)?shù)據(jù)緩存到內(nèi)存中，但數(shù)據(jù)量并不能太大，否則將會占用過多的內(nèi)存，雖然框架本身已經(jīng)做了相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)回收，但還是不可以濫用，需要符合以下優(yōu)點(diǎn)場景，才是合適使用，訪問內(nèi)存的速度快于訪問 redis 等數(shù)據(jù)庫。

有點(diǎn)以及需求場景:

對性能有非常高的要求
愿意消耗一些內(nèi)存空間來提升速度
預(yù)計(jì)到某些鍵會被多次查詢
緩存中存放的數(shù)據(jù)總量不會超出內(nèi)存容量

關(guān)鍵點(diǎn)是：有頻繁訪問的數(shù)據(jù)，且這些數(shù)據(jù)本身占用內(nèi)存量很少，將這些數(shù)據(jù)存儲到該緩存框架中管理以提供性能。

提供的優(yōu)勢能力

緩存可以設(shè)置過期時間，并提供數(shù)據(jù)過多時的淘汰機(jī)制
是線程安全的，支持并發(fā)讀入和寫入
緩存獲取不到時可以從數(shù)據(jù)源獲取并加入到緩存中，GuavaCache 可以使用 CacheLoader 的load 方法控制，對同一個key，只允許一個請求去讀源并回填緩存，其他請求阻塞等待
可以查看緩存的加載獲取信息等

使用以及方法

Maven 依賴：

        <dependency>
            <groupId>com.google.guava</groupId>
            <artifactId>guava</artifactId>
            <version>20.0</version>
        </dependency>

最簡單的構(gòu)建案例：

Cache<String, Object> cache = CacheBuilder.newBuilder().build();
cache.put("aaa", 156484);

與Map類似,獲取時使用get() 方法即可獲取到放入其中的數(shù)據(jù)。

通過 CacheBuilder 創(chuàng)建 Cache 對象，存儲類似于Map 構(gòu)建方法為鏈?zhǔn)綐?gòu)造，類似于 builder 建造者模式，返回均為當(dāng)前對象本身，調(diào)用 build 方法后結(jié)束構(gòu)造。

CacheBuilder.newBuilder() 后的一些構(gòu)建參數(shù)方法介紹：

initialCapacity：緩存的初始數(shù)據(jù)容量大小，一般要貼合實(shí)際否則會造成資源浪費(fèi)
maximumSize：緩存中可包含最大 entry 數(shù)量，超過數(shù)量限制后淘汰 entry,接近最大值時淘汰不常用數(shù)據(jù)，設(shè)置為 0 時為不使用緩存的場景，用于測試數(shù)據(jù)加載

過期時間設(shè)置

expireAfterAccess：數(shù)據(jù)寫入后被訪問對象多久沒被訪問認(rèn)為過期
expireAfterWrite：數(shù)據(jù)被寫入到緩存后一直未更新多久后過期

可以如下寫：

        Cache<String, Object> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                .initialCapacity(5)
                .maximumSize(10)
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES).build();
		cache.put("154", "djawbdawd");

過期時間單位通過 TimeUnit 后的控制，時分秒均可

弱軟引用 (weakKeys, weakValues, softValues)

weakKeys
將緩存中的key設(shè)置成weakKey模式。
默認(rèn)情況下，會使用“強(qiáng)關(guān)系”來保存key值。當(dāng)設(shè)置為weakKey時，會使用 “==” 來匹配key值。在使用weakKey的情況下，數(shù)據(jù)可能會被GC。數(shù)據(jù)被GC后，可能仍然會被size方法計(jì)數(shù)，但是對其執(zhí)行read或write方法已經(jīng)無效。

weakValues
將緩存中的數(shù)據(jù)設(shè)置為weakValues模式。
啟用時，某些數(shù)據(jù)會被GC。默認(rèn)情況下會使用“強(qiáng)關(guān)系”來保存key值。當(dāng)設(shè)置為weakValue時，會使用 “==” 來匹配value值。數(shù)據(jù)被GC后，可能仍然會被size方法計(jì)數(shù)，但是對其執(zhí)行read或write方法已經(jīng)無效。

softValues
將緩存中的數(shù)據(jù)設(shè)置為softValues模式。
啟用時，所有的數(shù)據(jù)都使用SoftReference類對緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行包裹（就是在SoftReference實(shí)例中存儲真實(shí)的數(shù)據(jù)）。使用SoftReference包裹的數(shù)據(jù)，會被全局垃圾回收管理器托管，按照LRU的原則來定期GC數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被GC后，可能仍然會被size方法計(jì)數(shù)，但是對其執(zhí)行read或write方法已經(jīng)無效。

這些同樣在 CacheBuilder.newBuilder() 后設(shè)置。

主動刪除數(shù)據(jù)

當(dāng)通過 builder 創(chuàng)建對象完成后，可以通過以下方式清除數(shù)據(jù)：
invalidateAll：清除全部數(shù)據(jù)，入?yún)?Iterable 類型參數(shù)，即 一般的List 集合即可，內(nèi)容為所有的 key
invalidate：單一刪除，入?yún)?key

刪除監(jiān)聽器

即用于監(jiān)控緩存中的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)被刪除時會被觸發(fā)
類似如下代碼：

        RemovalListener<String, String> listener = new RemovalListener<String, Object>() {
            public void onRemoval(RemovalNotification<String, String> notification) {
            // notification.getKey();  // 當(dāng)前刪除對象的 key
            // notification.getValue();  // 當(dāng)前刪除對象的 value
            }
        };
        Cache<String, Object> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                .maximumSize(5)
                // 添加移除監(jiān)聽器
                .removalListener(listener) 
                .build();

值得注意的是，這里的刪除不僅是主動刪除，當(dāng)達(dá)到容量上限或者過期或由于其他策略導(dǎo)致數(shù)據(jù)消失時也認(rèn)為是刪除

一般cache 主動加載數(shù)據(jù)

即當(dāng)緩存中獲取不到指定 key 對應(yīng)的 value 時，需要主動去其他途徑獲取：

寫法類似如下，需要提供獲取的實(shí)現(xiàn)方法：

Cache<String, Object> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                .initialCapacity(5)
                .maximumSize(10)
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES).build();
        cache.put("154", "djawbdawd");
        try {
            cache.get("aaa", new Callable<Object>() {
                @Override
                public Object call() throws Exception {
                    // 具體如何獲取
                    // 方法的返回值即為 當(dāng)前key 對應(yīng)的value 并將會加入到緩存中
                    return null;
                }
            });
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

需要在 Callable 內(nèi)的方法重寫獲取實(shí)際數(shù)據(jù)的方法，方法的返回值即為當(dāng)前key 對應(yīng)的value 并將會加入到緩存中，同時如果存在多個線程同時獲取同一個不存在的 key，那么將只有一個被執(zhí)行，其他需要等待。且一個線程獲取后，其他線程將也可以獲取這些數(shù)據(jù)。

統(tǒng)計(jì)信息

創(chuàng)建cache 對象時調(diào)用**.recordStats()** 后將開啟統(tǒng)計(jì)，可以通過 cache.stats() 獲取緩存
例如：

        Cache<String, Object> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                .initialCapacity(5)
                .maximumSize(10)
                .recordStats()
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES).build();
        cache.put("154", "djawbdawd");
        try {
            cache.get("aaa", new Callable<Object>() {
                @Override
                public Object call() throws Exception {
                    // .......
                    return null;
                }
            });
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        cache.stats();

較常用的 LoadingCache

LoadingCache 是 Cache的子接口，相比于Cache，當(dāng)從LoadingCache中讀取一個指定key的記錄時，如果該記錄不存在，則LoadingCache可以自動執(zhí)行加載數(shù)據(jù)到緩存的操作，定義時需要重寫加載方法。
LoadingCache接口的定義如下：

CacheLoader<String, String> loader = new CacheLoader<>() {
		// 加載沒有的數(shù)據(jù)的方法
            public String load(String key) throws Exception {
            // .............
                return null;
            }
        };
        LoadingCache<String, String> loadingCache = CacheBuilder.newBuilder()
                .maximumSize(5)
                .build(loader);

或如下：

LoadingCache<String, Object> infoItemCache = CacheBuilder.newBuilder()
		.initialCapacity(5)
		.maximumSize(10)
		.expireAfterAccess(3, TimeUnit.MINUTES).build(new CacheLoader<String, Object>() {
                    // 使用 LoadingCache 重寫加載方法, 重寫后當(dāng)無法從緩存中獲取到key 對應(yīng)的值時將執(zhí)行重寫的load 方法，且返回值將成為入?yún)ey 對應(yīng)的Value并存儲
                    @Override
                    public Object load(String s) throws Exception {
                        // ............
                        return null;
                    }
                });

可以自定義簡單工具如下：

import com.dtdream.dthink.dtalent.dmall.dataresource.catalog.model.metadata.MetadataBlock;
import com.dtdream.dthink.dtalent.dmall.dataresource.catalog.service.catalog.ICatalogTemplateService;
import com.google.common.cache.CacheBuilder;
import com.google.common.cache.CacheLoader;
import com.google.common.cache.LoadingCache;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyCache {
    /**
     * 初始化緩存容量大小
     */
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 5;
    /**
     * 緩存中可包含最大 entry 數(shù)量，超過數(shù)量限制后淘汰 entry,接近最大值時淘汰不常用數(shù)據(jù)，設(shè)置為 0 時為不使用緩存的場景，用于測試數(shù)據(jù)加載
     */
    private static final long MAXIMUM_SIZE = 10;
    /**
     * 放入緩存后指定時間內(nèi)沒有被訪問將過期
     */
    private static final long EXPIRE_AFTER_ACCESS = 5;
    /**
     * cache 子接口, 緩存對象
     */
    private static LoadingCache<String, Object> infoItemCache;
    // 初始化緩存對象
    static {
        infoItemCache = CacheBuilder.newBuilder().initialCapacity(INITIAL_CAPACITY).maximumSize(MAXIMUM_SIZE)
                .expireAfterAccess(EXPIRE_AFTER_ACCESS, TimeUnit.MINUTES).build(new CacheLoader<String, Object>() {
                    // 使用 LoadingCache 重寫加載方法, 重寫后當(dāng)無法從緩存中獲取到key 對應(yīng)的值時將執(zhí)行重寫的load 方法，且返回值將成為入?yún)ey 對應(yīng)的Value并存儲
                    @Override
                    public Object load(String s) throws Exception {
                        // ...............
                        return null;
                    }
                });
    }
    /**
     * 從緩存中獲取數(shù)據(jù)，若不存在則重新查詢
     * @return
     */
    public static Object getFromCache(String key) throws ExecutionException {
        Object data = infoItemCache.get(key);
        return data;
    }
}

若需要從Spring 獲取Bean 服務(wù)，則可以通過 Spring 的 applicationConext 去獲取

到此這篇關(guān)于Java guava框架 LoadingCache，CacheBuilder 本地小容量緩存框架學(xué)習(xí)以及總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java guava框架 LoadingCache內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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