如何使用 Java 实现一个简单的内存缓存

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如何使用 Java 实现一个简单的内存缓存

2023-04-07 18:01| 来源: 网络整理| 查看: 265

如何使用 Java 实现一个简单的内存缓存 发布时间:2021-07-21 11:54:11 来源:亿速云 阅读:1671 作者:chen 栏目:大数据

本篇内容主要讲解“如何使用 Java 实现一个简单的内存缓存”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“如何使用 Java 实现一个简单的内存缓存”吧!

1. 场景

在 Java 应用中,对于访问频率高,更新少的数据,通常的方案是将这类数据加入缓存中。相对从数据库中读取来说,读缓存效率会有很大提升。

在集群环境下,常用的分布式缓存有 Redis、Memcached 等。但在某些业务场景上,可能不需要去搭建一套复杂的分布式缓存系统,在单机环境下,通常是会希望使用内部的缓存(LocalCache)。

2. 方案

基于 JSR107 规范自研。

基于 ConcurrentHashMap 实现数据缓存。

3. JSR107 规范

文档:https://jcp.org/en/jsr/detail?id=107(了解一下就行,没太大的应用)

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。

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间访问多个 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。

4. 使用 Map 实现一个简单缓存package com.study.cache.java; import java.lang.ref.SoftReference; import java.util.Optional; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /**  * 使用 Map 实现一个简单的缓存功能  * @author 华夏紫穹  */ public class MapCacheDemo {     // 使用 ConcurrentHashMap,线程安全的要求。     // 使用 SoftReference 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 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) {                     e.printStackTrace();                 }             }         });         cleanerThread.setDaemon(true);         cleanerThread.start();     }     public void add(String key, Object value, long periodInMillis) {         if (key == null) { return; }         if (value == null) { cache.remove(key); }         long expireTime = System.currentTimeMillis() + periodInMillis;         cache.put(key, new SoftReference(new CacheObject(value, expireTime)));     }     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;         }     } }package com.study.cache.java; /**  * MapCache 测试类  * @author 华夏紫穹  */ 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     } }

到此,相信大家对“如何使用 Java 实现一个简单的内存缓存”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是亿速云网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!

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