guava:Cache中使用数组(Object[],int[]...)作为KEY

10km

已于 2023-12-29 13:49:17 修改

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分类专栏： java 文章标签： guava cache array equals equivalence

于 2019-11-15 18:18:27 首次发布

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本文介绍如何在Guava缓存中使用数组作为Key，通过实现自定义的Equivalence对象并利用CacheBuilder的keyEquivalence方法，解决了数组不能直接作为Map Key的问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

guava是google的一个开源的基础java库，其中提供了一个非常有用的缓存(cache)功能。创建cache的过程大概如下：

LoadingCache<Key, Graph> graphs = CacheBuilder.newBuilder()
       .maximumSize(1000)
       .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
       .removalListener(MY_LISTENER)
       .build(
           new CacheLoader<Key, Graph>() {
             @Override
             public Graph load(Key key) throws AnyException {
               return createExpensiveGraph(key);
             }
           });

本文的目标不是介绍如何使用guava 的cache，我们知道guava 的cache是基于ConcurrentMap来实现的，但我们也知道Map中不能使用数组(Object[],int[]…)作为key，所以在创建Cache对象时，自然也不能使用数组作为Key。如果希望把一组对象作为Key，可以考虑用把数组封装为List作为Key.

最近在我的一个项目，出于效率考虑，我就是希望用Object[]作为Key.能不能实现呢？

要解决这个问题，首先要知道为什么不能用数组做Map的key。数组的equals方法只是简单比较两个数组指针是否一样，并不比较数组中的元素，所以不能正确判断两个数组相等，hashCode方法则只是根据对象指针的地址计算，所以数组类型的equals和hashCode方法的计算结果不能作为Map识别Key的依据。

所以只要对数组对象能正确计算hash code，正确比较相等，Map也是可以用数组做key的。

仔细研究com.google.common.cache.LocalCache的源码，可以知道，LocalCache是使用Equivalence对象实现对象比较和哈希码计算的，参见com.google.common.cache.LocalCache.Segment.getEntry(Object key, int hash),代码如下,keyEquivalence就是用于Key等价计算的Equivalence对象：

    ReferenceEntry<K, V> getEntry(Object key, int hash) {
      for (ReferenceEntry<K, V> e = getFirst(hash); e != null; e = e.getNext()) {
        if (e.getHash() != hash) {
          continue;
        }

        K entryKey = e.getKey();
        if (entryKey == null) {
          tryDrainReferenceQueues();
          continue;
        }

        if (map.keyEquivalence.equivalent(key, entryKey)) {
          return e;
        }
      }

      return null;
    }

进一步研究com.google.common.cache.CacheBuilder的代码,找到了如下代码,哈，原来CacheBuilder可以指定Equivalence，如果不指定就使用默认值：

  /**
   * Sets a custom {@code Equivalence} strategy for comparing keys.
   *
   * <p>By default, the cache uses {@link Equivalence#identity} to determine key equality when
   * {@link #weakKeys} is specified, and {@link Equivalence#equals()} otherwise.
   *
   * @return this {@code CacheBuilder} instance (for chaining)
   */
  @GwtIncompatible // To be supported
  CacheBuilder<K, V> keyEquivalence(Equivalence<Object> equivalence) {
    checkState(keyEquivalence == null, "key equivalence was already set to %s", keyEquivalence);
    keyEquivalence = checkNotNull(equivalence);
    return this;
  }

所以只要我们实现实现一个Equivalence对象，通过上面这个CacheBuilder.keyEquivalence(Equivalence<Object> equivalence) 方法传递给LocalCache,就可以用数组做key了。

但是CacheBuilder.keyEquivalence(Equivalence<Object> equivalence) 方法的访问修饰符不是public，所以无法在外部访问，解决这个并不难，如下在com.google.common.cache包下创建一个类就调用CacheBuilder.keyEquivalence(Equivalence<Object> equivalence) 方法就可以了。

所以完整的实现代码如下：

package com.google.common.cache;

import java.util.Arrays;
import java.util.Objects;

import com.google.common.base.Equivalence;

public class DeepCacheBuilder {
	private static final Equivalence<Object> DEEP_EQUIVALENCE = new Equivalence<Object>(){

		@Override
		protected boolean doEquivalent(Object a, Object b) {
			return Objects.deepEquals(a, b);
		}

		@Override
		protected int doHash(Object object) {
			return deepHashCode(object);
		}};
		
	public static final int deepHashCode(Object a){
		if (a == null){
            return 0;
		}else if (a instanceof Object[]) {
			return Arrays.deepHashCode((Object[]) a);
		} else if (a instanceof byte[]) {
			return Arrays.hashCode((byte[]) a);
		} else if (a instanceof short[]) {
			return Arrays.hashCode((short[]) a);
		} else if (a instanceof int[]) {
			return Arrays.hashCode((int[]) a);
		} else if (a instanceof long[]) {
			return Arrays.hashCode((long[]) a);
		} else if (a instanceof char[]) {
			return Arrays.hashCode((char[]) a);
		} else if (a instanceof float[]) {
			return Arrays.hashCode((float[]) a);
		} else if (a instanceof double[]) {
			return Arrays.hashCode((double[]) a);
		} else if (a instanceof boolean[]) {
			return Arrays.hashCode((boolean[]) a);
		} 
		return a.hashCode();
	}
	public static final CacheBuilder<Object, Object> newBuilder(){
		return newBuilder(DEEP_EQUIVALENCE,DEEP_EQUIVALENCE);
	}
	public static final CacheBuilder<Object, Object> newBuilder(Equivalence<Object> keyEquivalence,Equivalence<Object> valueEquivalence){
		CacheBuilder<Object, Object> builder = CacheBuilder.newBuilder();
		if(keyEquivalence != null){
			builder.keyEquivalence(keyEquivalence);
		}
		if(valueEquivalence != null){
			builder.valueEquivalence(valueEquivalence);	
		}
		return builder;
	}
}