Java クラス ライブラリ - Guava キャッシュ

キャッシュは、日々の開発におけるパフォーマンスの問題を解決するために不可欠な方法です。簡単に言うと、キャッシュはシステムのパフォーマンスを向上させるために開放されるメモリ空間です。

キャッシュは、次のような多くのシステムやアーキテクチャで広く使用されています:

1. CPUキャッシュ

2. オペレーティングシステムキャッシュ

3. ローカルキャッシュ

4. 分散キャッシュ

5. HTTPキャッシュ

6.データベースキャッシュ

待てよ、コンピュータやネットワークの分野では、キャッシュはどこにでもあると言える。ハードウェアのパフォーマンスが異なる限り、ネットワーク伝送が関与する場所には必ずキャッシュが存在すると言えます。

Guava Cache はフルメモリのローカル キャッシュ実装であり、スレッドセーフな実装メカニズムを提供します。全体として、Guava キャッシュはローカル キャッシュに最適な選択肢であり、使いやすく、パフォーマンスも優れています。

Guava Cache を作成するには 2 つの方法があります:

1.cacheLoader

2.callable callback

これら 2 つのメソッドで作成されるキャッシュは、通常はマップを使用してキャッシュされますが、違いは、これら 2 つのメソッドが A実装されているロジックの種類 - キーの値を取得するただし、キャッシュローダーの定義は比較的幅広く、キー値に基づいて値をロードする統一された方法と見なすことができる点が異なります。呼び出し可能なメソッドはより柔軟であり、取得時に

キャッシュローダー メソッドの実装例を指定できます:

[code] @Test
    public void TestLoadingCache() throws Exception{
        LoadingCache<String,String> cahceBuilder=CacheBuilder
        .newBuilder()
        .build(new CacheLoader<String, String>(){
            @Override
            public String load(String key) throws Exception {        
                String strProValue="hello "+key+"!";                
                return strProValue;
            }

        });        

        System.out.println("jerry value:"+cahceBuilder.apply("jerry"));
        System.out.println("jerry value:"+cahceBuilder.get("jerry"));
        System.out.println("peida value:"+cahceBuilder.get("peida"));
        System.out.println("peida value:"+cahceBuilder.apply("peida"));
        System.out.println("lisa value:"+cahceBuilder.apply("lisa"));
        cahceBuilder.put("harry", "ssdded");
        System.out.println("harry value:"+cahceBuilder.get("harry"));
    }

呼び出し可能なコールバック実装:

[code] @Test
    public void testcallableCache()throws Exception{
        Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder().maximumSize(1000).build();  
        String resultVal = cache.get("jerry", new Callable<String>() {  
            public String call() {  
                String strProValue="hello "+"jerry"+"!";                
                return strProValue;
            }  
        });  
        System.out.println("jerry value : " + resultVal);

        resultVal = cache.get("peida", new Callable<String>() {  
            public String call() {  
                String strProValue="hello "+"peida"+"!";                
                return strProValue;
            }  
        });  
        System.out.println("peida value : " + resultVal);  
    }

　　输出：
　　jerry value : hello jerry!
　　peida value : hello peida!

キャッシュ パラメーターの説明:

リサイクルされたパラメーター:

1. サイズ設定 ：CacheBuilder.maximumSize (long) CacheBuilder.weigher(Weigher) CacheBuilder.maxumumWeigher(long)

2. 時間：expireAfterAccess(long, TimeUnit)expireAfterWrite(long, TimeUnit)

3. 参照：CacheBuilder.weakKeys() CacheBuilder.weakValues() CacheBuilder。 .softValues()

4. 明示的な削除: validate(key) validateAll(keys) validateAll()

5. リスナーの削除: CacheBuilder.removalListener(RemovalListener)



リフレッシュメカニズム:

1. LoadingCache.refresh( K) 新しい値を生成するとき、古い値が引き続き使用されます。

2. CacheLoader.reload(K, V) は、新しい値を生成するプロセスで古い値の使用を許可します

3. CacheBuilder.refreshAfterWrite(long, TimeUnit) はキャッシュを自動的に更新します

[code] /**
     * 不需要延迟处理(泛型的方式封装)
     * @return
     */
    public  <K , V> LoadingCache<K , V> cached(CacheLoader<K , V> cacheLoader) {
          LoadingCache<K , V> cache = CacheBuilder
          .newBuilder()
          .maximumSize(2)
          .weakKeys()
          .softValues()
          .refreshAfterWrite(120, TimeUnit.SECONDS)
          .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)        
          .removalListener(new RemovalListener<K, V>(){
            @Override
            public void onRemoval(RemovalNotification<K, V> rn) {
                System.out.println(rn.getKey()+"被移除");  

            }})
          .build(cacheLoader);
          return cache;
    }

    /**
     * 通过key获取value
     * 调用方式 commonCache.get(key) ; return String
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */

    public  LoadingCache<String , String> commonCache(final String key) throws Exception{
        LoadingCache<String , String> commonCache= cached(new CacheLoader<String , String>(){
                @Override
                public String load(String key) throws Exception {
                    return "hello "+key+"!";    
                }
          });
        return commonCache;
    }

    @Test
    public void testCache() throws Exception{
        LoadingCache<String , String> commonCache=commonCache("peida");
        System.out.println("peida:"+commonCache.get("peida"));
        commonCache.apply("harry");
        System.out.println("harry:"+commonCache.get("harry"));
        commonCache.apply("lisa");
        System.out.println("lisa:"+commonCache.get("lisa"));
    }
peida:hello peida!
harry:hello harry!
peida被移除
lisa:hello lisa!

Callable Cacheジェネリックに基づいた実装:

[code]private static Cache<String, String> cacheFormCallable = null; 

    /**
     * 对需要延迟处理的可以采用这个机制；(泛型的方式封装)
     * @param <K>
     * @param <V>
     * @param key
     * @param callable
     * @return V
     * @throws Exception
     */
    public static <K,V> Cache<K , V> callableCached() throws Exception {
          Cache<K, V> cache = CacheBuilder
          .newBuilder()
          .maximumSize(10000)
          .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
          .build();
          return cache;
    }

    private String getCallableCache(final String userName) {
           try {
             //Callable只有在缓存值不存在时，才会调用
             return cacheFormCallable.get(userName, new Callable<String>() {
                @Override
                public String call() throws Exception {
                    System.out.println(userName+" from db");
                    return "hello "+userName+"!";
               }
              });
           } catch (ExecutionException e) {
              e.printStackTrace();
              return null;
            } 
    }

    @Test
    public void testCallableCache() throws Exception{
         final String u1name = "peida";
         final String u2name = "jerry"; 
         final String u3name = "lisa"; 
         cacheFormCallable=callableCached();
         System.out.println("peida:"+getCallableCache(u1name));
         System.out.println("jerry:"+getCallableCache(u2name));
         System.out.println("lisa:"+getCallableCache(u3name));
         System.out.println("peida:"+getCallableCache(u1name));

    }

　　输出：

peida from db
peida:hello peida!
jerry from db
jerry:hello jerry!
lisa from db
lisa:hello lisa!
peida:hello peida!

　　说明：Callable只有在缓存值不存在时，才会调用，比如第二次调用getCallableCache(u1name)直接返回缓存中的值

　　guava Cache数据移除：

　　guava做cache时候数据的移除方式，在guava中数据的移除分为被动移除和主动移除两种。 

　　被动移除数据的方式，guava默认提供了三种方式： 

　　1.基于大小的移除:看字面意思就知道就是按照缓存的大小来移除，如果即将到达指定的大小，那就会把不常用的键值对从cache中移除。 

　　定义的方式一般为 CacheBuilder.maximumSize(long)，还有一种一种可以算权重的方法，个人认为实际使用中不太用到。就这个常用的来看有几个注意点， 

　　　　其一，这个size指的是cache中的条目数，不是内存大小或是其他； 

　　　　其二，并不是完全到了指定的size系统才开始移除不常用的数据的，而是接近这个size的时候系统就会开始做移除的动作； 

　　　　其三，如果一个键值对已经从缓存中被移除了，你再次请求访问的时候，如果cachebuild是使用cacheloader方式的，那依然还是会从cacheloader中再取一次值，如果这样还没有，就会抛出异常 

　　2.基于时间的移除：guava提供了两个基于时间移除的方法 

　　　　expireAfterAccess(long, TimeUnit) 这个方法是根据某个键值对最后一次访问之后多少时间后移除 

　　　　expireAfterWrite(long, TimeUnit) 这个方法是根据某个键值对被创建或值被替换后多少时间移除 

　　3.基于引用的移除： 

　　这种移除方式主要是基于java的垃圾回收机制，根据键或者值的引用关系决定移除 

　　主动移除数据方式，主动移除有三种方法： 

　　1.单独移除用 Cache.invalidate(key) 

　　2.批量移除用 Cache.invalidateAll(keys) 

　　3.移除所有用 Cache.invalidateAll() 

　　如果需要在移除数据的时候有所动作还可以定义Removal Listener，但是有点需要注意的是默认Removal Listener中的行为是和移除动作同步执行的，如果需要改成异步形式，可以考虑使用RemovalListeners.asynchronous(RemovalListener, Executor)

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