缓存解决方案-技术专题-Caffeine Cache

文章来源：infoq李博@Alex

内容简介：?

Google Guava Cache是一种非常优秀本地缓存解决方案，提供了基于容量，时间和引用的缓存回收方式。基于容量的方式内部实现采用LRU算法，基于引用回收很好的利用了Java虚拟机的垃圾回收机制。

其中的缓存构造器CacheBuilder采用构建者模式提供了设置好各种参数的缓存对象，缓存核心类

LocalCache里面的内部类Segment与jdk1.7及以前的ConcurrentHashMap非常相似，都继承于ReetrantLock，还有六个队列，以实现丰富的本地缓存方案。?

1.1 关于Caffeine Cache

? 通俗的讲，Guava是google开源的一个公共java库，类似于Apache Commons，它提供了集合，反射，缓存，科学计算，xml，io等一些?工具?类库。cache只是其中的一个模块。使用Guava cache能够方便快速的构建本地缓存。

?Caffeine是使用Java8对Guava缓存的重写版本 ，在Spring Boot 2.0中将取代Guava。如果出现Caffeine，CaffeineCacheManager将会自动配置。

1.1.1 为什么要用本地缓存

相对于IO操作 => 速度快，效率高相对于Redis => Redis是一种优秀的分布式缓存实现，受限于网卡等原因，远水救不了近火 DB + Redis + LocalCache = 高效存储，高效访问访问速度和花费的关系如下图所示：

1.1.2 什么时候用

愿意消耗一些内存空间来提升速度
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

1.1.3 怎么用

设置缓存容量
设置超时时间
提供移除监听器
提供缓存加载器
构建缓存

1.2 使用Caffeine Cache

使用springboot2.x操作Caffeine Cache

搭建工程：Springboot2.x + MyBatis + MySQL + Caffeine Cache

Caffeine是使用Java8对Guava缓存的重写版本，在Spring 5.0或者Spring Boot 2.0中将取代，基于LRU算法实现，支持多种缓存过期策略。

1.2.1 准备工作

准备好?数据库?和数据表并插入相应实验数据（MySQL）

-- 新建表create database if not exists guavach charset utf8;-- 使用表use guavach;-- 创建用户表tbl_usercreate table tbl_user(id int(10) not null primary key auto_increment,name varchar(50) not null,age int(20) not null)engine=innodb default charset=utf8;-- 初始化数据insert into tbl_user values('1','codesheep.cn','25');insert into tbl_user values('2','hansongwang99','30');insert into tbl_user values('3','刘能','35');insert into tbl_user values('4','赵四','38');

1.2.2 java工程

1.2.2.1 添加依赖

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

1.2.2.2 配置类

引入 CaffeineCache的配置文件?CaffeineCacheConfig

@Configuration@EnableCachingpublic class CaffeineCacheConfig {    @Bean    public CacheManager cacheManager(){        CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager();        //Caffeine配置        Caffeine<Object, Object> caffeine = Caffeine.newBuilder()        //最后一次写入后经过固定时间过期          .expireAfterWrite(10, TimeUnit.SECONDS)          //maximumSize=[long]: 缓存的最大条数           .maximumSize(1000);        cacheManager.setCaffeine(caffeine);        return cacheManager;    }}

说明：

Caffeine配置说明：

initialCapacity=[integer]: 初始的缓存空间大小 maximumSize=[long]: 缓存的最大条数 maximumWeight=[long]: 缓存的最大权重 expireAfterAccess=[duration]: 最后一次写入或访问后经过固定时间过期 expireAfterWrite=[duration]: 最后一次写入后经过固定时间过期 refreshAfterWrite=[duration]: 创建缓存或者最近一次更新缓存后经过固定的时间间隔，刷新缓存 weakKeys: 打开key的弱引用 weakValues：打开value的弱引用 softValues：打开value的软引用 recordStats：开发统计功能

注意：

expireAfterWrite和expireAfterAccess同事存在时，以expireAfterWrite为准。 maximumSize和maximumWeight不可以同时使用 weakValues和softValues不可以同时使用

1.2.2.3 配置文件

server:  port: 9020# Mysqlspring:  datasource:    url: jdbc:mysql://localhost:3306/guavach?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=true&serverTimezone=UTC    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver    username: root    password: root# mybatis配置mybatis:  configuration:    map-underscore-to-camel-case: true#debug: true

1.2.2.4 实体类

public class User implements Serializable {    private static final long serialVersionUID=1L;    private Long id;    private String name;    private Integer age;?    public static long getSerialVersionUID() {        return serialVersionUID;    }?    public Long getId() {        return id;    }?    public void setId(Long id) {        this.id = id;    }?    public String getName() {        return name;    }?    public void setName(String name) {        this.name = name;    }?    public Integer getAge() {        return age;    }?    public void setAge(Integer age) {        this.age = age;    }}

1.2.2.5 mapper

@Mapperpublic interface UserMapper {?    @Select("select * from tbl_user")    List<User> getUsers();?    @Insert("insert into tbl_user values(#{name},#{age})")    int addUser(User user);?    @Select("select * from tbl_user where name=#{userName}")    List<User> getUserByName(String userName);}

1.2.2.6 service

@Servicepublic class UserService{    @Autowired    private UserMapper userMapper;?    public List<User> getUsers() {        return userMapper.getUsers();    }?    public int addUser(User user) {        return userMapper.addUser(user);    }?    @Cacheable(value = "user",key = "#userName")    public List<User> getUserByName(String userName) {        List<User> users=userMapper.getUserByName(userName);        System.out.println("从数据库中读取，而非从缓存读取!");        return users;    }??}

说明：在?getUsersByName?接口上添加了注解：?@Cacheable?。这是缓存的使用注解之一，除此之外常用的还有?@CachePut?和?@CacheEvit?，分别简单介绍一下：

@Cacheable?：配置在?getUsersByName?方法上表示其返回值将被加入缓存。同时在查询时，会先从缓存中获取，若不存在才再发起对数据库的访问
@CachePut?：配置于方法上时，能够根据参数定义条件来进行缓存，其与?@Cacheable?不同的是使用?@CachePut?标注的方法在执行前不会去检查缓存中是否存在之前执行过的结果，而是每次都会执行该方法，并将执行结果以键值对的形式存入指定的缓存中，所以主要用于数据新增和修改操作上
@CacheEvict?：配置于方法上时，表示从缓存中移除相应数据。

1.2.2.7 controller

@RestControllerpublic class UserController {    @Autowired    private UserService userService;?    @Autowired    CacheManager cacheManager;?    @PostMapping("/getuserbyname")    public List<User> getUserByName(@RequestBody User user){        System.out.println("------------");        System.out.println("call  /getuserbyname");        List<User> users = userService.getUserByName(user.getName());        return users;?    }?    @GetMapping("/hehe")    public String hehe(){        return "hehhehhehe";    }}

1.2.2.8 启动类

@SpringBootApplication@EnableCaching//新增注解public class Caffeinecache01Application {?    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(Caffeinecache01Application.class, args);    }?}

1.3 运行

启动主类，使用postman测试

打开postman，输入?json?字段，点击send按钮后，显示返回结果

查看IDEA控制台输出

第一次获取时，为从数据库读取

接着点击，间隔时间少于10秒，显示如下结果，可以看到缓存的启用和失效时的效果如下所示（上文 Guava Cache的配置文件中设置了缓存 user的实效时间为 10s）：

发表于: 2020-09-252020-09-25 13:47:08
本文为 InfoQ 中文站特供稿件
首发地址：https://www.infoq.cn/article/9c2cdfec14f511577ea56975b
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