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在程序中,緩存是一個(gè)高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層,其中存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)子集,且通常是短暫性存儲(chǔ),這樣日后再次請(qǐng)求此數(shù)據(jù)時(shí),速度要比訪問數(shù)據(jù)的主存儲(chǔ)位置快。通過緩存,可以高效地重用之前檢索或計(jì)算的數(shù)據(jù)。
在Java應(yīng)用中,對(duì)于訪問頻率高,更新少的數(shù)據(jù),通常的方案是將這類數(shù)據(jù)加入緩存中,相對(duì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取,讀緩存效率會(huì)有很大提升。
在集群環(huán)境下,常用的分布式緩存有Redis、Memcached等。但在某些業(yè)務(wù)場(chǎng)景上,可能不需要去搭建一套復(fù)雜的分布式緩存系統(tǒng),在單機(jī)環(huán)境下,通常是會(huì)希望使用內(nèi)部的緩存(LocalCache)。
使用Map來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)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?yàn)檐浺每梢员WC在拋出OutOfMemory之前,如果缺少內(nèi)存,將刪除引用的對(duì)象。
* 在構(gòu)造函數(shù)中,我創(chuàng)建了一個(gè)守護(hù)程序線程,每5秒掃描一次并清理過期的對(duì)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(duì)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(cè)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(shù)據(jù)自動(dòng)清除了~
}
}
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