使用場景
在 Java 應(yīng)用中，對于訪問頻率高，更新少的數(shù)據(jù)，通常的方案是將這類數(shù)據(jù)加入緩存中。相對從數(shù)據(jù)庫中讀取來說，讀緩存效率會有很大提升。
在集群環(huán)境下，常用的分布式緩存有 Redis 、 Memcached 等。但在某些業(yè)務(wù)場景上，可能不需要去搭建一套復(fù)雜的分布式緩存系統(tǒng)，在單機(jī)環(huán)境下，通常是會希望使用內(nèi)部的緩存（ LocalCache ）。
實現(xiàn)
這里提供了兩種 LocalCache 的實現(xiàn)，一種是基于 ConcurrentHashMap 實現(xiàn)基本本地緩存，另外一種是基于 LinkedHashMap 實現(xiàn) LRU 策略的本地緩存。
基于ConcurrentHashMap的實現(xiàn)
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static { timer = new Timer(); map = new ConcurrentHashMap<>();} |
以 ConcurrentHashMap 作為緩存的存儲結(jié)構(gòu)。因為 ConcurrentHashMap 的線程安全的，所以基于此實現(xiàn)的 LocalCache 在多線程并發(fā)環(huán)境的操作是安全的。在 JDK1.8 中， ConcurrentHashMap 是支持完全并發(fā)讀，這對本地緩存的效率也是一種提升。通過調(diào)用 ConcurrentHashMap 對 map 的操作來實現(xiàn)對緩存的操作。
私有構(gòu)造函數(shù)
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privateLocalCache(){} |
LocalCache 是工具類，通過私有構(gòu)造函數(shù)強(qiáng)化不可實例化的能力。
緩存清除機(jī)制
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/** * 清除緩存任務(wù)類 */ static classCleanWorkerTaskextendsTimerTask{ private String key; publicCleanWorkerTask(String key){ this.key = key; } publicvoidrun(){ LocalCache.remove(key); } } |
清理失效緩存是由 Timer 類實現(xiàn)的。內(nèi)部類 CleanWorkerTask 繼承于 TimerTask 用戶清除緩存。每當(dāng)新增一個元素的時候，都會調(diào)用 timer.schedule 加載清除緩存的任務(wù)。
基于LinkedHashMap的實現(xiàn)
以 LinkedHashMap 作為緩存的存儲結(jié)構(gòu)。主要是通過 LinkedHashMap 的按照訪問順序的特性來實現(xiàn) LRU 策略。
LRU
LRU 是 Least Recently Used 的縮寫，即最近最久未使用。 LRU 緩存將會利用這個算法來淘汰緩存中老的數(shù)據(jù)元素，從而優(yōu)化內(nèi)存空間。
基于LRU策略的map
這里利用 LinkedHashMap 來實現(xiàn)基于 LRU 策略的 map 。通過調(diào)用父類 LinkedHashMap 的構(gòu)造函數(shù)來實例化 map 。參數(shù) accessOrder 設(shè)置為 true 保證其可以實現(xiàn) LRU 策略。
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static classLRUMap<K,V>extendsLinkedHashMap<K,V>{ ... // 省略部分代碼 publicLRUMap(intinitialCapacity,floatloadFactor){ super(initialCapacity, loadFactor, true); } ... // 省略部分代碼 /** * 重寫LinkedHashMap中removeEldestEntry方法; * 新增元素的時候,會判斷當(dāng)前map大小是否超過DEFAULT_MAX_CAPACITY,超過則移除map中最老的節(jié)點; * * @param eldest * @return */ protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){ return size() > DEFAULT_MAX_CAPACITY; } } |
線程安全
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/** * 讀寫鎖 */private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();private final Lock rLock = readWriteLock.readLock();private final Lock wLock = readWriteLock.writeLock(); |
LinkedHashMap 并不是線程安全，如果不加控制的在多線程環(huán)境下使用的話，會有問題。所以在 LRUMap 中引入了 ReentrantReadWriteLock 讀寫鎖，來控制并發(fā)問題。
緩存淘汰機(jī)制
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protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){ return size() > DEFAULT_MAX_CAPACITY;} |
此處重寫 LinkedHashMap 中 removeEldestEntry 方法， 當(dāng)緩存新增元素的時候,會判斷當(dāng)前 map 大小是否超過 DEFAULT_MAX_CAPACITY ,超過則移除map中最老的節(jié)點。
緩存清除機(jī)制
緩存清除機(jī)制與 ConcurrentHashMap 的實現(xiàn)一致，均是通過 timer 實現(xiàn)。
源碼地址： GitHub
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