Redis+Caffeine多级缓存架构代码实战

1. 构建本地Caffeine缓存

 private final Cache<String, String> LOCAL_CACHE = Caffeine.newBuilder()
            .initialCapacity(1024)
            .maximumSize(10_000L) // 最大 10000 条
            // 缓存 5 分钟后移除
            .expireAfterWrite(Duration.ofMinutes(5))
            .build();

Caffeine 简介

Caffeine 是一个高性能、轻量级的本地缓存库，主要用于 Java 应用中，用来替代像 Guava Cache 更高效的实现。下面是对 Caffeine 及其用法的快速概述：

1. 基本概念

   • Caffeine 通过构建器模式（Caffeine.newBuilder()）来创建缓存实例。
   • 支持多种缓存失效策略，比如大小限制、自动过期、弱/软引用等。

2. 常用配置参数

   • initialCapacity(int capacity)：设置缓存容器的初始容量，优化内存分配。
   • maximumSize(long size)：限定缓存中条目的最大数量。当缓存达到这个上限时，会根据使用频率（LRU-like 策略）将部分条目驱逐。
   • expireAfterWrite(Duration duration)：设置一个条目在写入缓存后多长时间失效，比如上面例子中设置了 5 分钟后自动移除。
   • 另外还有 expireAfterAccess(Duration duration)（根据访问时间失效）、refreshAfterWrite(Duration duration)（定时刷新）、以及基于引用的弱引用和软引用策略等，可以根据需求配置。

3. 使用示例
   在代码片段中，构建了一个字符串键值的缓存实例，设置了初始容量为 1024 条、最大存储条数为 10,000 条，并且在写入后 5 分钟会自动过期：
   使用时，只需要调用 LOCAL_CACHE.get(key, mappingFunction) 来获得缓存中的数据（如果数据不存在，可以通过 mappingFunction 计算后添加到缓存中），或是使用 put(key, value) 手动存放数据。

   例如：

     // 存数据
     LOCAL_CACHE.put("user:1", "Alice");
     
     // 取数据
     String value = LOCAL_CACHE.getIfPresent("user:1");

4. 高级功能

   • LoadingCache：如果你希望缓存在缺失某个 key 时自动加载数据，可以使用 Caffeine.build(CacheLoader) 来构建一个 LoadingCache。
   • 监听器：Caffeine 还支持在缓存条目被移除时触发特定的回调（removalListener）。
   • 异步缓存：可以用到 Caffeine 的 AsyncCache，解决异步加载场景。

5. 性能优势

   • Caffeine 采用了各种高效的策略进行缓存存储和驱逐，能够在并发场景下保持高效性和低延时。
   • 其设计使得 GC 开销较低，并支持自定义缓存策略，能满足多种业务需求。