13 | Guava Cache 原理

最新推荐文章于 2024-08-30 18:27:21 发布

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#java #python #缓存 #redis #spring

GuavaCache作为优秀的本地缓存解决方案，提供容量、时间及索引回收机制，适用于内存空间换取速度提升的场景，如报表数据预加载。支持CacheLoader与Callable加载方式，具备多种缓存回收策略，包括按容量、定时及基于引用回收。

Guava Cache

Guava Cache 是一种非常优秀的本地缓存解决方案，提供了基于容量，时间和索引的缓存回收方式。

为什么要使用本地缓存

相对于本地 I/O 来说：速度快、效率高；
相对于 Redis 来说：Redis 虽然优秀，但受限于网卡等原因，远水解不了近渴；

Guava Cache 的使用场景

愿意消耗一些内存空间来提升速度，比如做报表的时候，把报表用到的数据，从 MySQL 中查出来，放到 Guava Cache 中，然后在内存中做计算，完了在返回给客户端；
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；

Guava Cache 缓存的两种加载方式

都是利用 CacheBuilder 的 builder 模式来构建。

CacheLoader

CacheLoader 是按 key 统一加载，所有取不到的数据，则统一智行一种 load 逻辑；

Callable

Callable 方法允许在 get 的时候指定 key；

如何使用 Guava Cache ？

设置缓存容量；
设置超时时间：缓存什么时候过期，过期以后数据怎么处理；
提供移除监听器：在数据移除的时候，会收到通知；
提供缓存加载器：缓存是开机加载，还是手动加载，还是自动加载是由缓存加载器设置的；
构建缓存：直接使用代码的方式构建缓存；

Guava Cache 中一些关键的类

CacheBuilder

构建缓存的入口，指定缓存配置参数并初始化本地缓存；
CacheBuilder 在 build 方法中，会把前面设置的参数，全部传递给 LocalCache，它自己实际不参与任何计算；这种初始化参数的方式值得借鉴，代码简洁宜易读；

CacheLoader | 抽象类

用户从数据源加载数据，定义 load、reload、loadAll 等操作；

Cache | 接口

定义 put、get、invalidate 等操作，这里只有缓存增删改的操作，没有数据加载的操作；

AbstractCache | 抽象类

实现 Cache 接口；
其中批量操作都是循环执行单词行为，而单次行为都没有具体定义；

LoadingCache | 接口

继承自 Cache；
定义 get、getUnchecked、getAll 等操作，这些操作都会从数据源 load 数据；

AbstractLoadingCache | 抽象类

继承自 AbstractCache，实现 LoadingCache 接口；

LocalCache | 类

整个 Guava Cache 的核心类，包含了 Guava Cache 的数据结构，以及基本的缓存操作方法；

LocalManualCache | LocalCache 静态内部类，实现 Cache 接口

其内部的增删改操作，全部调用成员变量 localCache（LocalCache）类型的相应方法；

Guava Cache 缓存回收的三种方式

按容量回收

maximumSize(long)：当缓存中的操作超过指定值，会把超过容量的数据回收掉；

定时回收

expireAfterAccess(long, TimeUnit)：缓存项在执行时间内没有被读或写，则回收；
expireAfterWrite(long, TimeUnit)：缓存项在给定的时间内没有被写访问，则回收；

基于引用回收

CacheBuilder.weakKeys()：使用弱引用存储 key；
CacheBuilder.weakValues()：使用弱引用存储 value；
CacheBuilder.softValues()：使用软引用存储 value；

Guava Cache 的缓存清除

常规 remove、clear 等操作；
Removal Listener：通过 CacheBuilder.removalListener(RemovalListener) 方法添加一个监听器，当数据清除的时候，RemovalListener 会收到一个通知，通知中指定要清除的 key 和 value；

Guava Cache 的缓存信息统计

通过 CacheBuilder.recordStats() 方法，可以对 Guava Cache 进行缓存统计工作，可以统计一下信息：
- hitRate()：返回查询的命中率；
- averageLoadPenalty()：加载新值时的平均耗时；
- evictionCount()：缓存回收的数量；