xcache本地缓存的设计（一）

一、 存储器
需要缓存的对象是放在存储器中的，最常用就是把这些对象放在内存中。存储器是缓存的基础，xcache现在支持内存，未来可能支持更多的存储媒介。在这部分设计中，采用一个存储器工厂，根据不同的存储媒介生产不同的存储器实现。见下图。

StoreFactory：存储器工厂，它负责生产不同的存储器实现。

Store：存储器接口，定义了存储相关的操作。见下代码。

/** * 存储器 * @author enychen Jul 19, 2009 */ public interface Store { /** * 把缓存元素放入存储器 * @param element 缓存元素 */ void put(Element element); /** * 删除存储器中的缓存元素 * @param key 缓存键 */ void delete(Object key); /** * 获取存储器中的缓存元素 * @param key 缓存键 * @return 缓存元素 */ Element get(Object key); /** * 获取所有缓存元素 * @return 缓存元素Collection */ Collection<Element> getAll(); /** * 清除缓存 */ void clear(); /** * 获取缓存元素数量 * @return 缓存元素数量 */ int getAmount(); }

 MemoryStore：使用内存的存储器实现。为了实现高并发的储存，使用jdk1.5提供的ConcurrentHashMap进行储存。

 

二、 缓存元素
在Store接口代码中，我们看到了Element类，Element就是缓存元素。Element成员见下代码。 /** * 缓存元素 * @author enychen Jul 19, 2009 */ public class Element { /** 缓存键 */ private Object key; /** 缓存对象 */ private Object object; /** 创建时间，单位毫秒 */ private long createdTime; /** 最后访问时间，单位毫秒 */ private long lastAccessTime; /** 最后更新时间，单位毫秒 */ private long lastUpdateTime; /** 访问次数 */ private long accessTimes; /** 更新次数 */ private long updateTimes; /** 生存时间，单位毫秒 */ private long liveTime; /** 空闲时间，单位毫秒 */ private long idleTime; }

key用来唯一标识一个缓存元素，object就是我们要缓存的对象。

createdTime、lastAccessTime、lastUpdateTime、accessTimes、updateTimes都是对缓存元素操作的统计。这些在判断元素是否过期、是否需要退出的算法中有用。我们后面会讲到。

liveTime、idleTime是控制缓存元素生命周期的。判断元素是否过期见下代码。

/** * 是否过期 * @return true：已经过期，false：没有过期 */ public boolean isExpire() { boolean result = false; long now = System.currentTimeMillis(); // ----------------------------------- // 使用生存时间和空闲时间判断是否过期 // ----------------------------------- if (this.liveTime > 0L) { // 距离创建时间超过生存时间 if (now - this.createdTime > this.liveTime) { result = true; } } if (this.idleTime > 0L) { // 如果元素被访问过，用距离最后访问时间和空闲时间比较 if (this.lastAccessTime > 0L) { // 距离最后访问时间超过空闲时间 if (now - this.lastAccessTime > this.idleTime) { result = true; } } // 如果元素没有被访问过，用距离创建时间和空闲时间比较 else { // 距离创建时间超过空闲时间 if (now - this.createdTime > this.idleTime) { result = true; } } } return result; }

 

三、 缓存
在上一篇《xcache本地缓存的分析》中，我们讲到了一个本地缓存所具有的基本功能。缓存封装了对存储器的操作，还有两个定时任务，我们把缓存和定时任务组合起来形成一套缓存，这是有别于其他开源缓存的地方。通过一个缓存工厂来生产一套定制的缓存。为了实现缓存分区，通过一个管理器来管理多套缓存，该管理器还承担了缓存初始化工作。外部系统只要通过该管理器可以获取缓存。见下图。

 

 Cache：缓存接口，定义了缓存的操作。见下代码。

/** * 缓存接口 * @author enychen Jul 19, 2009 */ public interface Cache { /** * 获取缓存名 * @return 缓存名 */ String getName(); /** * 把缓存元素放入缓存 * @param element 缓存元素 */ void put(Element element); /** * 删除缓存中的缓存元素 * @param key 缓存键 */ void delete(Object key); /** * 获取缓存中的缓存元素 * @param key 缓存键 * @return 缓存元素 */ Element get(Object key); /** * 清除缓存 */ void clear(); /** * 获取缓存统计信息 * @return 缓存统计信息 */ CacheStat getCacheStat(); /** * 删除过期缓存元素 * @return 删除数量 */ int deleteExpireElement(); }

Xcache：缓存实现类。

CacheStat：记录缓存统计信息的类。缓存操作的统计信息都在这里。

CacheSuite：一套缓存。其成员见下代码。

/** * 一套缓存 * @author enychen Aug 9, 2009 */ public class CacheSuite { /** 缓存 */ private Cache cache; /** 删除过期缓存元素任务 */ private AbstractTask deleteExpireElementTask; /** 记录缓存统计信息任务 */ private AbstractTask logCacheStatTask; }

AbstractTask：抽象任务，定义任务的执行模式。见下代码。

/** * 抽象任务 * @author enychen Aug 9, 2009 */ public abstract class AbstractTask extends TimerTask { /** log */ private static final Log log = LogFactory.getLog(AbstractTask.class); /** 是否可以执行 */ protected volatile boolean canRun = true; /* * (non-Javadoc) * @see java.util.TimerTask#run() */ @Override public void run() { if (this.canRun) { if (log.isInfoEnabled()) { log.info(this.getName() + "开始执行..."); } try { this.doRun(); } catch (Exception e) { log.error(this.getName() + "执行异常！", e); } if (log.isInfoEnabled()) { log.info(this.getName() + "执行完成。"); } } } /** * 是否可以执行 * @return 是否可以执行 */ public boolean isCanRun() { return canRun; } /** * 暂停 */ public void pause() { this.canRun = false; } /** * 继续 */ public void goon() { this.canRun = true; } /** * 获取任务名 * @return 任务名 */ public abstract String getName(); /** * 执行 */ protected abstract void doRun(); }

DeleteExpireElementTask：删除过期缓存元素任务。

LogCacheStatTask：记录缓存统计信息任务。

CacheFactory：缓存工厂，它负责生产一套定制的缓存。

CacheManager：缓存管理器，负责缓存初始化，管理多套缓存。

 

未完待续~！