java如何使用軟引用實(shí)現(xiàn)緩存機(jī)制

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軟引用和強(qiáng)引用

對于同一個讀請求，只需要在第一次訪問時從數(shù)據(jù)庫中查詢數(shù)據(jù)，并將查詢到的數(shù)據(jù)保存到緩存中，之后的查詢請求就可以直接在緩存中獲取，從而減少對數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)。

這種情況我們生活種經(jīng)常會看到，比如訪問某app某商品，第一次進(jìn)去會加載一會會，后面繼續(xù)點(diǎn)擊是直接出現(xiàn)。

根據(jù)目前所學(xué)知識，我們可以使用 HashMap 在內(nèi)存級別實(shí)現(xiàn)緩存功能。

例如，可以使用一個 HashMap 對象保存客戶端第一次請求的結(jié)果，之后，當(dāng)客戶端再次發(fā)起讀請求時，就從 HashMap 對象中遍歷查詢，如果 HashMap 中已經(jīng)保存過客戶要查詢的數(shù)據(jù)，就直接返回，否則再向數(shù)據(jù)庫發(fā)起查詢請求，并將查詢結(jié)果保存到 HashMap 中。

這種緩存的設(shè)計(jì)思路十分簡單，但也存在一個問題：HashMap 中緩存的數(shù)據(jù)何時被清空？

內(nèi)存容量是有限制的，如果永無止盡的向 HashMap 緩存數(shù)據(jù)，顯然會對內(nèi)存容量帶來壓力。一種解決方案就是使用 JVM 提供的軟引用，實(shí)現(xiàn)對 HashMap 中緩存數(shù)據(jù)的淘汰策略。

開發(fā)中最常使用的是強(qiáng)引用，例如 Goods goods = new Goods() 就創(chuàng)建了一個強(qiáng)引用對象“goods”。只要強(qiáng)引用的作用域沒有結(jié)束，或者沒有被開發(fā)者手工設(shè)置為 null，那么強(qiáng)引用對象會始終存在于 JVM 內(nèi)存中。

而 JVM 提供的軟引用就比較靈活：當(dāng) JVM 的內(nèi)存足夠時，GC 對待軟引用和強(qiáng)引用的方式是一樣的；但當(dāng) JVM 的內(nèi)存不足時，GC 就會去主動回收軟引用對象。

可見，非常適合將緩存的對象存放在軟引用中。軟引用需要借助 JDK 提供的 java.lang.ref.SoftReference 類來實(shí)現(xiàn)。

項(xiàng)目

使用idea創(chuàng)建一個maven項(xiàng)目

結(jié)構(gòu)如下

首先對Good實(shí)體類進(jìn)行編寫。

要求，goods有屬性id，name并書寫他的getset方法，以及有參無參構(gòu)造器。

這里代碼省略。

然后我們在goodbase里面編寫代碼，模擬一個數(shù)據(jù)庫

里面主要有hashmap，并且通過get方法，得到該hashmap

public class GoodsBase {
    private static Map<String, Goods> base = new HashMap<>();
    public static Map<String, Goods> getBase() {
        return base;
    }
}

然后書寫goodscache緩存類

這里我們需要接觸一個新關(guān)鍵字volatile

• 使用volatile關(guān)鍵字會強(qiáng)制將修改的值立即寫入主存；

• 使用volatile關(guān)鍵字的話，當(dāng)主線程修改時，會導(dǎo)致RunThread的工作內(nèi)存中isRunning變量的緩存值變得無效。

• 由于RunThread的工作內(nèi)存中緩存變量isRunning緩存無效，所以會再次從主存中讀取isRunning變量值。

在map里面通過泛型把緩存對象存儲在軟引用里面（map里面）

代碼如下：

public class GoodsCache {
    private volatile static GoodsCache goodsCache;
    public GoodsCache(){
        this.cache = new HashMap<>();
    }
    public static GoodsCache getGoodsCache() {
        if(goodsCache == null) {
            synchronized (GoodsCache.class){
                if(goodsCache == null){
                    goodsCache = new GoodsCache();
                }
            }
        }
        return goodsCache;
    }
    // 將緩存對象存儲在軟引用中
    private Map<String, SoftReference<Goods>> cache;
    // 根據(jù)id存儲緩存Goods對象
    public void setCache(Goods goods) {
        cache.put(goods.getId(), new SoftReference<Goods>(goods));
        System.out.println("添加數(shù)據(jù)到緩存成功");
    }
    // 根據(jù)id從緩存中獲取對象
    public Goods getCache(String id) {
        // 根據(jù)id，獲取緩存對象的軟引用
        SoftReference<Goods> softRef = cache.get(id);
        return softRef == null ? null : softRef.get();
    }
    public void delCache(String id) {
        cache.remove(id);
        System.out.println("從緩存刪除數(shù)據(jù)成功");
    }
}

goodsservice模擬數(shù)據(jù)庫增刪改查

接下來我們書寫goodsservice代碼，來模擬數(shù)據(jù)庫增刪改查，不過我們是通過id來進(jìn)行

public class GoodsService {
    GoodsCache goodsCache = GoodsCache.getGoodsCache();
    public Goods getById(String id){
        if(goodsCache.getCache(id) == null){
            Goods goods = GoodsBase.getBase().get(id);
            goodsCache.setCache(goods);
            System.out.println("從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)");
            System.out.println(goods.getName());
            return goods;
        }
        System.out.println(goodsCache.getCache(id).getName());
        return goodsCache.getCache(id);
    }
    public void add(Goods goods){
        goodsCache.setCache(goods);
        GoodsBase.getBase().put(goods.getId(), goods);
        System.out.println("添加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫");
    }
    public void deleteById(String id){
        if(goodsCache.getCache(id) != null){
            goodsCache.delCache(id);
        }
        GoodsBase.getBase().remove(id);
    }
}

最后我們書寫test文件

運(yùn)行結(jié)果

可以看到第二次運(yùn)行 goodsService.getById("1"); 是從緩存中直接讀取的數(shù)據(jù)，也可以看出，其實(shí)用軟引用實(shí)現(xiàn)緩存機(jī)制，讀取的對象是同一個對象。

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