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Java LocalCache 本地缓存的实现实例

时间：2020-02-22 04:22 编辑：来源：阅读：
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摘要：Java LocalCache 本地缓存的实现实例

源码地址： [url=https://github.com/lishuo9527/LocalCache]GitHub [/url] [b]使用场景[/b] 在Java应用中，对于访问频率高，更新少的数据，通常的方案是将这类数据加入缓存中。相对从数据库中读取来说，读缓存效率会有很大提升。在集群环境下，常用的分布式缓存有[code]Redis[/code]、[code]Memcached[/code]等。但在某些业务场景上，可能不需要去搭建一套复杂的分布式缓存系统，在单机环境下，通常是会希望使用内部的缓存（[code]LocalCache[/code]）。 [b]实现[/b] 这里提供了两种[code]LocalCache[/code]的实现，一种是基于[code]ConcurrentHashMap[/code]实现基本本地缓存，另外一种是基于[code]LinkedHashMap[/code]实现[code]LRU[/code]策略的本地缓存。基于ConcurrentHashMap的实现

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

以[code]ConcurrentHashMap[/code]作为缓存的存储结构。因为[code]ConcurrentHashMap[/code]的线程安全的，所以基于此实现的[code]LocalCache[/code]在多线程并发环境的操作是安全的。在[code]JDK1.8[/code]中，[code]ConcurrentHashMap[/code]是支持完全并发读，这对本地缓存的效率也是一种提升。通过调用[code]ConcurrentHashMap[/code]对[code]map[/code]的操作来实现对缓存的操作。私有构造函数

  private LocalCache() {

  }

[code]LocalCache[/code]是工具类，通过私有构造函数强化不可实例化的能力。 [b]缓存清除机制[/b]

  /**
   * 清除缓存任务类
   */
  static class CleanWorkerTask extends TimerTask {

    private String key;

    public CleanWorkerTask(String key) {
      this.key = key;
    }

    public void run() {
      LocalCache.remove(key);
    }
  }

清理失效缓存是由[code]Timer[/code]类实现的。内部类[code]CleanWorkerTask[/code]继承于[code]TimerTask[/code]用户清除缓存。每当新增一个元素的时候，都会调用[code]timer.schedule[/code]加载清除缓存的任务。 [b]基于LinkedHashMap的实现[/b] 以[code]LinkedHashMap[/code]作为缓存的存储结构。主要是通过[code]LinkedHashMap[/code]的按照访问顺序的特性来实现[code]LRU[/code]策略。 [b]LRU[/b] [code]LRU[/code]是[code]Least Recently Used[/code]的缩写，即最近最久未使用。[code]LRU[/code]缓存将会利用这个算法来淘汰缓存中老的数据元素，从而优化内存空间。 [b]基于LRU策略的map[/b] 这里利用[code]LinkedHashMap[/code]来实现基于[code]LRU[/code]策略的[code]map[/code]。通过调用父类[code]LinkedHashMap[/code]的构造函数来实例化[code]map[/code]。参数[code]accessOrder[/code]设置为[code]true[/code]保证其可以实现[code]LRU[/code]策略。

static class LRUMap<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {

    ... // 省略部分代码

    public LRUMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
      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
     */
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
      return size() > DEFAULT_MAX_CAPACITY;
    }

  }

[b]线程安全[/b]

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

    private final Lock rLock = readWriteLock.readLock();

    private final Lock wLock = readWriteLock.writeLock();

[code]LinkedHashMap[/code]并不是线程安全，如果不加控制的在多线程环境下使用的话，会有问题。所以在[code]LRUMap[/code]中引入了[code]ReentrantReadWriteLock[/code]读写锁，来控制并发问题。 [b]缓存淘汰机制[/b]

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

此处重写[code]LinkedHashMap[/code]中[code]removeEldestEntry[/code]方法，当缓存新增元素的时候,会判断当前map大小是否超过[code]DEFAULT_MAX_CAPACITY[/code],超过则移除map中最老的节点。 [b]缓存清除机制[/b] 缓存清除机制与[code]ConcurrentHashMap[/code]的实现一致，均是通过[code]timer[/code]实现。以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持编程素材网。

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