GeeCache项目解析：单机并发缓存实现详解-优快云博客

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GeeCache项目解析：单机并发缓存实现详解

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概述

本文将深入解析GeeCache项目中单机并发缓存的实现细节。GeeCache是一个用Go语言实现的分布式缓存系统，本文重点讲解其单机版本如何通过互斥锁实现并发安全。

并发控制基础：sync.Mutex

在Go语言中，当多个goroutine同时访问共享资源时，需要引入同步机制来避免竞态条件。sync.Mutex是Go标准库提供的互斥锁实现，它提供了两个核心方法：

Lock()：获取锁，如果锁已被其他goroutine持有，则阻塞等待
Unlock()：释放锁，允许其他等待的goroutine获取锁

互斥锁使用模式

在实际开发中，我们通常采用以下两种模式使用互斥锁：

显式调用Lock/Unlock：

m.Lock()
// 临界区代码
m.Unlock()

使用defer确保解锁：

m.Lock()
defer m.Unlock()
// 临界区代码

第二种方式更为推荐，因为它能确保在函数返回前一定会释放锁，避免因异常情况导致锁无法释放。

GeeCache的并发缓存实现

GeeCache通过组合互斥锁和LRU缓存，实现了并发安全的缓存结构。

核心数据结构

ByteView：缓存值的不可变视图
- 封装[]byte类型数据
- 提供安全的访问方法（返回拷贝）
- 实现Len()方法用于计算内存占用
cache结构体：

type cache struct {
    mu         sync.Mutex
    lru        *lru.Cache
    cacheBytes int64
}

包含互斥锁mu保护并发访问
使用LRU算法管理缓存项
支持延迟初始化(Lazy Initialization)

并发安全方法实现

缓存提供两个核心方法，都通过互斥锁保护：

add方法：

func (c *cache) add(key string, value ByteView) {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    if c.lru == nil {
        c.lru = lru.New(c.cacheBytes, nil)
    }
    c.lru.Add(key, value)
}

get方法：

func (c *cache) get(key string) (value ByteView, ok bool) {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    if c.lru == nil {
        return
    }
    if v, ok := c.lru.Get(key); ok {
        return v.(ByteView), ok
    }
    return
}

Group结构：缓存命名空间

Group是GeeCache的核心抽象，代表一个缓存命名空间，主要职责包括：

管理缓存与数据源的交互
提供统一的访问接口
处理缓存未命中时的回调逻辑

Group关键设计

回调接口设计：

type Getter interface {
    Get(key string) ([]byte, error)
}

type GetterFunc func(key string) ([]byte, error)

func (f GetterFunc) Get(key string) ([]byte, error) {
    return f(key)
}