缓存在哪些业务场景中会用到?

本文介绍了缓存技术在分布式系统中的作用及其工作原理。缓存能够显著提升数据访问速度,减轻数据库负担,适用于高并发和大数据场景。文章还探讨了不同层面缓存的应用,如浏览器缓存、CPU缓存及数据库缓存。

一、缓存概述

缓存是分布式系统中的重要组件,主要解决高并发,大数据场景下,热点数据访问的性能问题。提供高性能的数据快速访问。你可以理解为从磁盘里取出来数据,暂时存放在内存,以待后面处理来读取。而能存放在缓存的数据,通常是频繁访问的,不会经常修改的数据。

缓存的原理

  • 将数据写入/读取速度更快的存储(设备);

  • 将数据缓存到离应用最近的位置;

  • 将数据缓存到离用户最近的位置。

三、缓存带来的好处

显而易见,缓存给我们带来最直接的体验就是“快”,我们来总结一下:

  1. 通过减少IO(包括磁盘和网络)来提高吞吐量,减少计算量(CPU计算)释放CPU,这些都是提高系统的响应速度。

  2. 通过切面的处理方式,可以在各层进行插拔,是所有性能优化最简单有效的解决方案。(对于不熟悉业务代码或算法的优化者,显然加一层缓存的复杂度和风险更低,而这一层看似简单的缓存,它给系统带来的性能优化有可能大大超过前者)

1.浏览器缓存

浏览器可以缓存一些静态资源,比如图片、js、css等,这些都是不常变化的内容,所以没有必要每次都去请求。(减少网络IO消耗,提高访问速度)

2.CPU缓存

是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。(选用存储介质,提高访问速度:高速缓存>内存;减少重复量)

3.数据库缓存

我们看下图,在WebServer和DB之间加一层cache,这层cache一般选取的介质是内存,因为我们都知道存入数据库的数据都具有持久化的特点,那么读写会有磁盘IO的操作,内存的读写速度远比磁盘快得多。(选用存储介质,提高访问速度:内存>>磁盘;减少磁盘IO的操作,减少重复查询,提高吞吐量)

 

<think> Hmm, the user is asking about ThreadLocal memory leak solutions and its usage in Spring framework. Let me analyze the key points from the provided references. First, the memory leakage issue is serious because ThreadLocal uses weak references for keys but strong references for values. If threads aren't properly cleaned up (especially in thread pools), value objects can't be GC'd even after keys become null. Reference [4] clearly explains this through the strong reference chain. For prevention methods, references [1][2][4] agree on manual remove() calls after use. References [1][3] also suggest initializing ThreadLocal with static final to control lifecycle. The JDK 9 cleanup improvement mentioned in reference [1] is noteworthy too. Regarding Spring usage scenarios, reference [3] gives two major cases: transaction management (sharing DB connections) and Spring Security (storing credentials). These are perfect examples showing ThreadLocal's thread-confinement benefits in frameworks. The user seems to be preparing for Java interviews or solving actual memory leaks. Since they specifically asked about Spring integration, I should emphasize the transaction and security aspects. Might also be worth briefly explaining why remove() is crucial in pooled thread environments. </think> 以下是根据引用内容整理的**ThreadLocal内存泄漏避免方法**及**Spring框架应用场景**详解: --- ### 一、避免ThreadLocal内存泄漏的方法 #### 1. **手动清理资源** - **核心方法**:在`finally`块中调用`ThreadLocal.remove()` ```java try { threadLocal.set(value); // 使用ThreadLocal // ...业务逻辑 } finally { threadLocal.remove(); // 强制移除当前线程的Entry } ``` **原因**:线程池中线程会复用,若不主动清除,Entry会持续强引用value对象[^1][^4]。 #### 2. **弱引用优化(JDK 9+)** - ThreadLocal的Key已使用**弱引用**(WeakReference),但value仍是强引用。 - **解决方案**: - 使用`static final`修饰ThreadLocal(缩小作用域) - 升级JDK 9+(优化了ThreadLocalMap清理逻辑)[^1][^4]。 #### 3. **防止线程池滥用** - 避免在长生命周期的线程池中存储大对象(如文件流、缓存) - 线程池任务结束时执行`ThreadLocal.remove()`[^2][^4]。 --- ### 二、Spring框架中的ThreadLocal应用场景 #### 1. **事务管理(Spring JDBC / MyBatis)** ```java // 伪代码:Spring的DataSourceUtils Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(dataSource); ``` **原理**: - 使用`ThreadLocal<Map<DataSource, Connection>>`存储Connection - 同一线程内多个DAO方法共享同一个数据库连接,保证事务原子性[^3]。 #### 2. **Spring Security凭证存储** ```java SecurityContextHolder.getContext(); // 获取当前用户凭证 ``` **原理**: - `SecurityContextHolder`默认使用`ThreadLocalSecurityContextHolderStrategy` - 线程内存储`Authentication`(用户认证信息)[^3]。 #### 3. **请求上下文传递(Spring MVC)** - `LocaleContextHolder`:存储语言环境(如`LocaleContextHolder.getLocale()`) - `RequestContextHolder`:封装HTTP请求/响应对象(如获取`HttpServletRequest`)[^3]。 --- ### 关键总结 | 问题类型 | 解决方案 | 风险场景 | |------------------|-----------------------------|------------------------| | **内存泄漏** | `remove()` + `static final` | 线程池复用未清理 | | **空指针异常** | 避免基础类型(用`ThreadLocal<Long>`) | 自动拆箱导致NPE[^2] | | **Spring应用** | 事务/安全/请求上下文 | 隐式跨方法共享数据 | > **设计启示**:ThreadLocal适用于**线程封闭**场景(如事务、用户会话),但需严格遵循"用后即焚"原则[^4]。 ---
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