给 Java 和 Android 构建一个简单的响应式Local Cache

最新推荐文章于 2021-02-24 04:48:58 发布

Java与Android技术栈

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640?wx_fmt=png

一. 为何要创建这个库

首先，Local Cache 不是类似于 Redis、Couchbase、Memcached 这样的分布式 Cache。Local Cache 适用于在单机环境下，对访问频率高、更新次数少的数据进行存放。因此，Local Cache 不适合存放大量的数据。

Local Cache 特别适合于 App，也适合在 Java 的某些场景下使用。

我们的 App 使用 Retrofit 作为网络框架，并且大量使用 RxJava，因此我考虑创建一个 RxCache 来缓存一些必要的数据。

RxCache 地址：https://github.com/fengzhizi715/RxCache

二. 如何构建 RxCache

2.1 RxCache 的基本方法

对于 Local Cache，最重要是需要有以下的这些方法：

<T> Record<T> get(String key, Type type);
<T> void save(String key, T value);
<T> void save(String key, T value, long expireTime);
boolean containsKey(String key);
Set<String> getAllKeys();
void remove(String key);
void clear();

其中，有一个 save() 方法包含了失效时间的参数expireTime，这对于 Local Cache 是比较重要的一个方法，超过这个时间，这个数据将会失效。

既然是 RxCache，对于获取数据肯定需要类似这样的方法：

<T> Observable<Record<T>> load2Observable(final String key, final Type type) ;
<T> Flowable<Record<T>> load2Flowable(final String key, final Type type);
<T> Single<Record<T>> load2Single(final String key, final Type type);
<T> Maybe<Record<T>> load2Maybe(final String key, final Type type);

也需要一些 Transformer 的方法，将 RxJava 的被观察者进行转换。在 RxCache 中，包含了一些默认的 Transformer 策略，特别是使用 Retrofit 和 RxJava 时，可以考虑结合这些策略来缓存数据。

以 CacheFirstStrategy 为例：

/**
* 缓存优先的策略，缓存取不到时取接口的数据。
* Created by tony on 2018/9/30.
*/
public class CacheFirstStrategy implements ObservableStrategy,
FlowableStrategy,
MaybeStrategy {
@Override
public <T> Publisher<Record<T>> execute(RxCache rxCache, String key, Flowable<T> source, Type type) {
Flowable<Record<T>> cache = rxCache.<T>load2Flowable(key, type);
Flowable<Record<T>> remote = source
.map(new Function<T, Record<T>>() {
@Override
public Record<T> apply(@NonNull T t) throws Exception {
rxCache.save(key, t);
return new Record<>(Source.CLOUD, key, t);
}
});
return cache.switchIfEmpty(remote);
}
@Override
public <T> Maybe<Record<T>> execute(RxCache rxCache, String key, Maybe<T> source, Type type) {
Maybe<Record<T>> cache = rxCache.<T>load2Maybe(key, type);
Maybe<Record<T>> remote = source
.map(new Function<T, Record<T>>() {
@Override
public Record<T> apply(@NonNull T t) throws Exception {
rxCache.save(key, t);
return new Record<>(Source.CLOUD, key, t);
}
});
return cache.switchIfEmpty(remote);
}
@Override
public <T> Observable<Record<T>> execute(RxCache rxCache, String key, Observable<T> source, Type type) {
Observable<Record<T>> cache = rxCache.<T>load2Observable(key, type);
Observable<Record<T>> remote = source
.map(new Function<T, Record<T>>() {
@Override
public Record<T> apply(@NonNull T t) throws Exception {
rxCache.save(key, t);
return new Record<>(Source.CLOUD, key, t);
}
});
return cache.switchIfEmpty(remote);
}
}

2.2 Memory

RxCache 包含了两级缓存： Memory 和 Persistence 。

640?wx_fmt=png

Memory：

package com.safframework.rxcache.memory;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import java.util.Set;
/**
* Created by tony on 2018/9/29.
*/
public interface Memory {
<T> Record<T> getIfPresent(String key);
<T> void put(String key, T value);
<T> void put(String key, T value, long expireTime);
Set<String> keySet();
boolean containsKey(String key);
void evict(String key);
void evictAll();
}

它的默认实现 DefaultMemoryImpl 使用 ConcurrentHashMap 来缓存数据。

在 extra 模块还有 Guava Cache、Caffeine 的实现。它们都是成熟的 Local Cache，如果不想使用 DefaultMemoryImpl ，完全可以使用 extra 模块成熟的替代方案。

2.3 Persistence

Persistence 的接口跟 Memory 很类似：

package com.safframework.rxcache.persistence;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
/**
* Created by tony on 2018/9/28.
*/
public interface Persistence {
<T> Record<T> retrieve(String key, Type type);
<T> void save(String key, T value);
<T> void save(String key, T value, long expireTime);
List<String> allKeys();
boolean containsKey(String key);
void evict(String key);
void evictAll();
}

由于，考虑到持久层可能包括 Disk、DB。于是单独抽象了一个 Disk 接口继承 Persistence。

在 Disk 的实现类 DiskImpl 中，它的构造方法注入了 Converter 接口：

public class DiskImpl implements Disk {
private File cacheDirectory;
private Converter converter;
public DiskImpl(File cacheDirectory,Converter converter) {
this.cacheDirectory = cacheDirectory;
this.converter = converter;
}
......
}

Converter 接口用于对象储存到文件的序列化和反序列化，目前支持 Gson 和 FastJSON。

Converter 的抽象实现类 AbstractConverter 的构造方法注入了 Encryptor 接口：

public abstract class AbstractConverter implements Converter {
private Encryptor encryptor;
public AbstractConverter() {
}
public AbstractConverter(Encryptor encryptor) {
this.encryptor = encryptor;
}
......
}

Encryptor 接口用于将存储到 Disk 上的数据进行加密和解密，目前 RxCache(https://github.com/fengzhizi715/RxCache) 支持 AES128 和 DES 两种加密方式。不使用 Encryptor 接口，则存储到 Disk 上的数据是明文，也就是一串json字符串。

三. 支持 Java

在 example 模块下，包括了一些常见 Java 使用的例子。

例如，最简单的使用：

import com.safframework.rxcache.RxCache;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import domain.User;
import io.reactivex.Observable;
import io.reactivex.functions.Consumer;
/**
* Created by tony on 2018/9/29.
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
RxCache.config(new RxCache.Builder());
RxCache rxCache = RxCache.getRxCache();
User u = new User();
u.name = "tony";
u.password = "123456";
rxCache.save("test",u);
Observable<Record<User>> observable = rxCache.load2Observable("test", User.class);
observable.subscribe(new Consumer<Record<User>>() {
@Override
public void accept(Record<User> record) throws Exception {
User user = record.getData();
System.out.println(user.name);
System.out.println(user.password);
}
});
}
}

带 ExpireTime 的缓存测试：

import com.safframework.rxcache.RxCache;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import domain.User;
/**
* Created by tony on 2018/10/5.
*/
public class TestWithExpireTime {
public static void main(String[] args) {
RxCache.config(new RxCache.Builder());
RxCache rxCache = RxCache.getRxCache();
User u = new User();
u.name = "tony";
u.password = "123456";
rxCache.save("test",u,2000);
try {
Thread.sleep(2500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
Record<User> record = rxCache.get("test", User.class);
if (record==null) {
System.out.println("record is null");
}
}
}

跟 Spring 整合并且 Memory 的实现使用 GuavaCacheImpl：

import com.safframework.rxcache.RxCache;
import com.safframework.rxcache.extra.memory.GuavaCacheImpl;
import com.safframework.rxcache.memory.Memory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Configurable;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
/**
* Created by tony on 2018/10/5.
*/
@Configurable
public class ConfigWithGuava {
@Bean
public Memory guavaCache(){
return new GuavaCacheImpl(100);
}
@Bean
public RxCache.Builder rxCacheBuilder(){
return new RxCache.Builder().memory(guavaCache());
}
@Bean
public RxCache rxCache() {
RxCache.config(rxCacheBuilder());
return RxCache.getRxCache();
}
}

测试一下刚才的整合：

import com.safframework.rxcache.RxCache;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import domain.User;
import io.reactivex.Observable;
import io.reactivex.functions.Consumer;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
/**
* Created by tony on 2018/10/5.
*/
public class TestWithGuava {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(ConfigWithGuava.class);
RxCache rxCache = ctx.getBean(RxCache.class);
User u = new User();
u.name = "tony";
u.password = "123456";
rxCache.save("test",u);
Observable<Record<User>> observable = rxCache.load2Observable("test", User.class);
observable.subscribe(new Consumer<Record<User>>() {
@Override
public void accept(Record<User> record) throws Exception {
User user = record.getData();
System.out.println(user.name);
System.out.println(user.password);
}
});
}
}