Guava Cache实战—从场景使用到原理分析

摘要：本文先介绍为什么使用 Guava Cache 缓存；然后讲解 Guava 缓存使用方法、清理方法及使用过程中踩过的坑；接着讲解其底层数据结构，分析其性能优异的原因；最后讲解在使用本地缓存时可以优化的方向。

为什么使用本地缓存

在多线程高并发场景中往往是离不开 cache 的，需要根据不同的应用场景来需要选择不同的 cache，比如分布式缓存如 Redis、memcached，还有本地（进程内）缓存如 ehcache、Guava Cache。缓存相比IO操作，速度快，效率高；Guava 相比 Redis 来说，应用和cache是在同一个进程内部，请求缓存非常迅速，没有过多的网络开销。redis 的好处是自身就是一个独立的应用，多个应用可以共享缓存。我们应该根据数据类型、业务场景来判断应该使用哪种类型的缓存，以达到减少计算量，提高响应速度的目的。

本地缓存适用场景(需都满足)

• 愿意消耗一些内存空间来提升速度

• 预料到某些键会被多次查询

• 缓存中存放的数据总量不会超出内存容量

• 要更快的响应，缓存不需要网络 io（集中式缓存需要额外网络 io）

如何使用 Guava 缓存

Guava Cache 是 Google 开源的 Java 重用工具集库 Guava 里的一款缓存工具，下面介绍接入 guava 缓存的步骤及使用过程中踩过的坑

Guava Cache 接入demo

• 1、导入 Maven 引用

<dependency>  
    <groupId>com.google.guava</groupId>  
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>19.0</version>  
</dependency> 

• 2、Cache 初始化，使用了 Builder 设计模式，可自行设置各类参数

private final LoadingCache<Long, TestDemo> demo = CacheBuilder.newBuilder()  
        //设置 cache 的初始大小为10，要合理设置该值  
        .initialCapacity(10)  
        //设置并发数为5，即同一时间最多只能有5个线程往 cache 执行写入操作  
        .concurrencyLevel(5) 
        //最大 key 个数
        .maximumSize(100)
        //移除监听器
        .removalListener(removalListener)
        //设置 cache 中的数据在写入之后的存活时间为10秒  
        .expireAfterWrite(10, TimeUnit.SECONDS)  
        //构建 cache 实例  
        .build(new CacheLoader<Long, TestDemo>() {
              @Override
              public TestDemo load(Long id) throws Exception {
                  // 读取 db 数据
              }
}); 
                 
RemovalListener<String, String> removalListener = new RemovalListener<String, String>() {
    public void onRemoval(RemovalNotification<id, TestDemo> removal) {
		System.out.println("[" + removal.getKey() + ":" + removal.getValue() + removal.getCause() +  "] is evicted!");
    }
};

• 3、 如果缓存加载方法时出现了异常，那么下一次是缓存异常还是正常数据？

public class TestDemoImpl implements TestDemo {
  int time;
	private final LoadingCache<Long, TestDemo> demo;
    this.demo1 = CacheBuilder.newBuilder()
          .expireAfterWrite(duration, TimeUnit.HOURS)
          .build(new CacheLoader<Long, TestDemo>() {
                @Override
                 public TestDemo load(Long id) throws Exception {
                     // 查询 db
                     if (time++==0) {
                         throw new RunTimeException();
                     }
                     return result;
                 }
             });
}
 public static void main(String[] args) {
      try {
          try {
              TestDemo testDemo = demoCache.getUnchecked(21L);
              System.out.println("第一次查询：" + testDemo);
          } catch (Exception e) {
          }
           TestDemo testDemo1