Java實(shí)現(xiàn)本地緩存的方式匯總

更新時(shí)間：2023年07月28日 08:58:11 作者：qinxun2008081

引入緩存，主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能，高并發(fā)，這篇文章主要介紹了Java實(shí)現(xiàn)本地緩存的幾種方式,本文結(jié)合示例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下

一、概念

引入緩存，主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能，高并發(fā)。將數(shù)據(jù)庫查詢出來的數(shù)據(jù)放入緩存服務(wù)中，因?yàn)榫彺媸谴鎯υ趦?nèi)存中的，內(nèi)存的讀寫性能遠(yuǎn)超磁盤的讀寫性能，所以訪問的速度非?？?。但是電腦重啟后，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會(huì)全部清除，而磁盤中的數(shù)據(jù)雖然讀寫性能很差，但是數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

二、手寫本地緩存

首先創(chuàng)建一個(gè)緩存實(shí)體類

package com.example.vuespringboot.bean;
import lombok.Data;
/**
 * @author qx
 * @date 2023/7/27
 * @des 自定義緩存實(shí)體類
 */
@Data
public class MyCache {
    /**
     * 鍵
     */
    private String key;
    /**
     * 值
     */
    private Object value;
    /**
     * 過期時(shí)間
     */
    private Long expireTime;
}

接著我們編寫一個(gè)緩存操作的工具類

package com.example.vuespringboot.util;
import com.example.vuespringboot.bean.MyCache;
import java.time.Duration;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author qx
 * @date 2023/7/27
 * @des 自定義本地緩存工具類
 */
public class CacheUtil {
    /**
     * 緩存數(shù)據(jù)Map
     */
    private static final Map<String, MyCache> CACHE_MAP = new ConcurrentHashMap<>();
    /**
     * 定時(shí)器線程池，用于清除過期緩存
     */
    private static final ScheduledExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
    static {
        // 注冊一個(gè)定時(shí)線程任務(wù)，服務(wù)啟動(dòng)1秒之后，每隔500毫秒執(zhí)行一次
        // 定時(shí)清理過期緩存
        executorService.scheduleAtFixedRate(CacheUtil::clearCache, 1000, 500, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
    /**
     * 添加緩存
     *
     * @param key    緩存鍵
     * @param value  緩存值
     * @param expire 過期時(shí)間，單位秒
     */
    public static void put(String key, Object value, long expire) {
        MyCache myCache = new MyCache();
        myCache.setKey(key);
        myCache.setValue(value);
        if (expire > 0) {
            long expireTime = System.currentTimeMillis() + Duration.ofSeconds(expire).toMillis();
            myCache.setExpireTime(expireTime);
        }
        CACHE_MAP.put(key, myCache);
    }
    /**
     * 獲取緩存
     *
     * @param key 緩存鍵
     * @return 緩存數(shù)據(jù)
     */
    public static Object get(String key) {
        if (CACHE_MAP.containsKey(key)) {
            return CACHE_MAP.get(key).getValue();
        }
        return null;
    }
    /**
     * 移除緩存
     *
     * @param key 緩存鍵
     */
    public static void remove(String key) {
        CACHE_MAP.remove(key);
    }
    /**
     * 清理過期的緩存數(shù)據(jù)
     */
    private static void clearCache() {
        if (CACHE_MAP.size() <= 0) {
            return;
        }
        // 判斷是否過期 過期就從緩存Map刪除這個(gè)元素
        CACHE_MAP.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue().getExpireTime() != null && entry.getValue().getExpireTime() > System.currentTimeMillis());
    }
}

最后，我們來測試一下緩存服務(wù)

package com.example.vuespringboot;
import com.example.vuespringboot.util.CacheUtil;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@SpringBootTest
class VueSpringBootApplicationTests {
    @Test
    void contextLoads() throws InterruptedException {
        // 寫入緩存數(shù)據(jù) 2秒后過期
        CacheUtil.put("name", "qx", 2);
        Object value1 = CacheUtil.get("name");
        System.out.println("第一次查詢結(jié)果：" + value1);
        // 停頓3秒
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        Object value2 = CacheUtil.get("name");
        System.out.println("第二次查詢結(jié)果：" + value2);
    }
}

啟動(dòng)測試，我們從控制臺的返回看到輸出結(jié)果和我們的預(yù)期一致!

第一次查詢結(jié)果：qx
第二次查詢結(jié)果：null

實(shí)現(xiàn)思路其實(shí)很簡單，采用ConcurrentHashMap作為緩存數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，然后開啟一個(gè)定時(shí)調(diào)度，每隔500毫秒檢查一下過期的緩存數(shù)據(jù)，然后清除掉！

三、基于Guava Cache實(shí)現(xiàn)本地緩存

相比自己編寫的緩存服務(wù)，Guava Cache 要強(qiáng)大的多，支持很多特性如下：

支持最大容量限制
支持兩種過期刪除策略（插入時(shí)間和讀取時(shí)間）
支持簡單的統(tǒng)計(jì)功能
基于 LRU 算法實(shí)現(xiàn)

1.添加gugva的依賴

 <!--guava-->
        <dependency>
            <groupId>com.google.guava</groupId>
            <artifactId>guava</artifactId>
            <version>31.1-jre</version>
        </dependency>

2.測試

    @Test
    void testGuava() throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 創(chuàng)建一個(gè)緩存實(shí)例
        Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                // 初始容量
                .initialCapacity(5)
                // 最大緩存數(shù)，超出淘汰
                .maximumSize(10)
                // 過期時(shí)間 設(shè)置寫入3秒后過期
                .expireAfterWrite(3, TimeUnit.SECONDS)
                .build();
        // 寫入緩存數(shù)據(jù)
        cache.put("name", "qq");
        // 讀取緩存數(shù)據(jù)
        String value1 = cache.get("name", () -> "key過期");
        System.out.println("第一次查詢結(jié)果：" + value1);
        // 停頓4秒
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        // 讀取緩存數(shù)據(jù)
        String value2 = cache.get("name", () -> "key過期");
        System.out.println("第二次查詢結(jié)果：" + value2);
    }

啟動(dòng)測試，我們從控制臺的返回看到輸出結(jié)果和我們的預(yù)期一致!

第一次查詢結(jié)果：qq
第二次查詢結(jié)果：key過期

四、基于 Caffeine 實(shí)現(xiàn)本地緩存

Caffeine 是基于 java8 實(shí)現(xiàn)的新一代緩存工具，緩存性能接近理論最優(yōu)，可以看作是 Guava Cache 的增強(qiáng)版，功能上兩者類似，不同的是 Caffeine 采用了一種結(jié)合 LRU、LFU 優(yōu)點(diǎn)的算法：W-TinyLFU，在性能上有明顯的優(yōu)越性。

1.引入Caffeine

   <!--caffeine-->
        <dependency>
            <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
            <artifactId>caffeine</artifactId>
            <version>2.9.3</version>
        </dependency>

2.測試

  @Test
    void testCaffeine() throws InterruptedException {
        // 創(chuàng)建一個(gè)緩存實(shí)例
        Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
                // 初始容量
                .initialCapacity(5)
                // 最大緩存數(shù)，超出淘汰
                .maximumSize(10)
                // 設(shè)置緩存寫入間隔多久過期
                .expireAfterWrite(3, TimeUnit.SECONDS)
                // 設(shè)置緩存最后訪問后間隔多久淘汰，實(shí)際很少用到
                .build();
        // 寫入緩存數(shù)據(jù)
        cache.put("userName", "張三");
        // 讀取緩存數(shù)據(jù)
        String value1 = cache.get("userName", (key) -> {
            // 如果key不存在，會(huì)執(zhí)行回調(diào)方法
            return "key已過期";
        });
        System.out.println("第一次查詢結(jié)果：" + value1);
        // 停頓4秒
        Thread.sleep(4000);
        // 讀取緩存數(shù)據(jù)
        String value2 = cache.get("userName", (key) -> {
            // 如果key不存在，會(huì)執(zhí)行回調(diào)方法
            return "key已過期";
        });
        System.out.println("第二次查詢結(jié)果：" + value2);
    }

輸出結(jié)果:

第一次查詢結(jié)果：張三
第二次查詢結(jié)果：key已過期

五、基于 Encache 實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.引入ehcache依賴

 <!--ehcache-->
        <dependency>
            <groupId>org.ehcache</groupId>
            <artifactId>ehcache</artifactId>
            <version>3.9.7</version>
        </dependency>

2.自定義過期策略實(shí)現(xiàn)

package com.example.vuespringboot.util;
import org.ehcache.expiry.ExpiryPolicy;
import java.time.Duration;
import java.util.Map;
import java.util.Optional;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.function.Supplier;
/**
 * @author qx
 * @date 2023/7/27
 * @des 自定義過期策略實(shí)現(xiàn)
 */
public class CustomExpiryPolicy<K, V> implements ExpiryPolicy<K, V> {
    private final Map<K, Duration> keyExpireMap = new ConcurrentHashMap();
    public Duration setExpire(K key, Duration duration) {
        return keyExpireMap.put(key, duration);
    }
    public Duration getExpireByKey(K key) {
        return Optional.ofNullable(keyExpireMap.get(key))
                .orElse(null);
    }
    public Duration removeExpire(K key) {
        return keyExpireMap.remove(key);
    }
    @Override
    public Duration getExpiryForCreation(K key, V value) {
        return Optional.ofNullable(getExpireByKey(key))
                .orElse(Duration.ofNanos(Long.MAX_VALUE));
    }
    @Override
    public Duration getExpiryForAccess(K key, Supplier<? extends V> value) {
        return getExpireByKey(key);
    }
    @Override
    public Duration getExpiryForUpdate(K key, Supplier<? extends V> oldValue, V newValue) {
        return getExpireByKey(key);
    }
}

3.測試

package com.example.vuespringboot.util;
import org.ehcache.Cache;
import org.ehcache.CacheManager;
import org.ehcache.config.builders.CacheConfigurationBuilder;
import org.ehcache.config.builders.CacheManagerBuilder;
import org.ehcache.config.builders.ResourcePoolsBuilder;
import java.time.Duration;
/**
 * @author qx
 * @date 2023/7/27
 * @des 測試Encache
 */
public class EncacheTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        String userCache = "userCache";
        // 自定義過期策略
        CustomExpiryPolicy<Object, Object> customExpiryPolicy = new CustomExpiryPolicy<>();
        // 聲明一個(gè)容量為20的堆內(nèi)緩存配置
        CacheConfigurationBuilder configurationBuilder = CacheConfigurationBuilder
                .newCacheConfigurationBuilder(String.class, String.class, ResourcePoolsBuilder.heap(20))
                .withExpiry(customExpiryPolicy);
        // 初始化一個(gè)緩存管理器
        CacheManager cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder()
                // 創(chuàng)建cache實(shí)例
                .withCache(userCache, configurationBuilder)
                .build(true);
        // 獲取cache實(shí)例
        Cache<String, String> cache = cacheManager.getCache(userCache, String.class, String.class);
        // 獲取過期策略
        CustomExpiryPolicy expiryPolicy = (CustomExpiryPolicy) cache.getRuntimeConfiguration().getExpiryPolicy();
        // 寫入緩存數(shù)據(jù)
        cache.put("userName", "張三");
        // 設(shè)置3秒過期
        expiryPolicy.setExpire("userName", Duration.ofSeconds(3));
        // 讀取緩存數(shù)據(jù)
        String value1 = cache.get("userName");
        System.out.println("第一次查詢結(jié)果：" + value1);
        // 停頓4秒
        Thread.sleep(4000);
        // 讀取緩存數(shù)據(jù)
        String value2 = cache.get("userName");
        System.out.println("第二次查詢結(jié)果：" + value2);
    }
}

輸出結(jié)果:

第一次查詢結(jié)果：張三
第二次查詢結(jié)果：null

到此這篇關(guān)于Java實(shí)現(xiàn)本地緩存的幾種方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java本地緩存內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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Java實(shí)現(xiàn)本地緩存的方式匯總

目錄

一、概念

二、手寫本地緩存

三、基于Guava Cache實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.添加gugva的依賴

2.測試

四、基于 Caffeine 實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.引入Caffeine

2.測試

五、基于 Encache 實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.引入ehcache依賴

2.自定義過期策略實(shí)現(xiàn)

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二、手寫本地緩存

三、基于Guava Cache實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.添加gugva的依賴

2.測試

四、基于 Caffeine 實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.引入Caffeine

2.測試

五、基于 Encache 實(shí)現(xiàn)本地緩存

1.引入ehcache依賴

2.自定義過期策略實(shí)現(xiàn)

3.測試

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