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java本地快取的程式碼實例

May 15, 2017 am 09:50 AM
java實現本機快取

這篇文章主要介紹了Java本地快取的實作程式碼,小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,也給大家做個參考。一起跟著小編過來看看吧

使用場景

Java 應用程式中,對於存取頻率高,更新少的數據,通常的方案是將這類資料加入快取中。相對從資料庫讀取來說,讀取快取效率會有很大提升。

在叢集環境下,常用的分散式快取有 RedisMemcached 等。但在某些業務場景上,可能不需要去搭建一套複雜的分散式快取系統,在單機環境下,通常是會希望使用內部的快取( LocalCache )。

實作

這裡提供了兩種 LocalCache 的實現,一種是基於 Con<a href="http://www.php.cn/wiki/1046.html" target="_blank">current</a><a href="http://www.php.cn/wiki/762.html" target="_blank">Hash</a><a href="http://www.php.cn/code/8210.html" target="_blank">Map</a> 實作基本本機緩存,另外一種是基於LinkedHashMap 實作 LRU 策略的本機快取。

基於ConcurrentHashMap的實作


static {
  timer = new Timer();
  map = new ConcurrentHashMap<>();
}

ConcurrentHashMap 作為快取的儲存結構。因為 ConcurrentHashMap 的執行緒安全性的,所以基於此實作的 LocalCache 在多執行緒並發環境的操作是安全的。在 JDK1.8 中, ConcurrentHashMap 是支援完全並發讀,這對本機快取的效率也是一種提升。透過呼叫 ConcurrentHashMap map 的操作來實現對快取的操作。

私有建構子


#
privateLocalCache(){

}

LocalCache 是工具類,透過私有建構函數強化不可實例化的能力。

快取清除機制


/**
 * 清除缓存任务类
 */
 static classCleanWorkerTaskextendsTimerTask{

   private String key;

   publicCleanWorkerTask(String key){
     this.key = key;
   }

   publicvoidrun(){
     LocalCache.remove(key);
   }
 }

清除失效快取是由 Timer 類別實現的。內部類別 CleanWorkerTask 繼承#於 TimerTask 使用者清除快取。每當新增一個元素的時候,都會呼叫 timer.schedule 載入清除快取的任務。

基於LinkedHashMap的實作

LinkedHashMap 作為快取的儲存結構。主要是透過 LinkedHashMap 的按照存取順序的特性來實現 LRU 策略。

LRU

LRU Least Recently Used 的縮寫,即最近最久未使用。 LRU 快取將會利用這個演算法來淘汰快取中舊的資料元素,從而優化記憶體空間。

基於LRU策略的map

這裡利用LinkedHashMap 來實作基於LRU 策略的map 。透過呼叫父類別 LinkedHashMap 的建構子來實例化 map 。參數 accessOrder 設定為 true 保證其可以實現 LRU 策略。


static classLRUMap<K,V>extendsLinkedHashMap<K,V>{

    ... // 省略部分代码
    
    publicLRUMap(intinitialCapacity,floatloadFactor){
      super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

    ... // 省略部分代码
    
    /**
     * 重写LinkedHashMap中removeEldestEntry方法;
     * 新增元素的时候,会判断当前map大小是否超过DEFAULT_MAX_CAPACITY,超过则移除map中最老的节点;
     *
     * @param eldest
     * @return
     */
    protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){
      return size() > DEFAULT_MAX_CAPACITY;
    }

  }

線程安全


#
/**
 * 读写锁
 */
private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

private final Lock rLock = readWriteLock.readLock();

private final Lock wLock = readWriteLock.writeLock();

LinkedHashMap 並不是線程安全,如果不加控制的在多執行緒環境下使用的話,會有問題。所以在 LRUMap 中引入了 ReentrantReadWriteLock 讀寫鎖,來控制並發問題。

快取淘汰機制


protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){
  return size() > DEFAULT_MAX_CAPACITY;
}

這裡重寫LinkedHashMap removeEldestEntry 方法, 當快取新增元素的時候,會判斷目前map 大小是否超過DEFAULT_MAX_CAPACITY ,超過則移除map中最老的節點。

快取清除機制

快取清除機制與 ConcurrentHashMap 的實作一致,皆透過 timer 實作。

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陳述
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