Google Guava之--cache
一、简介
Google Guava包含了Google的Java项目许多依赖的库，如：集合 [collections] 、缓存 [caching] 、原生类型支持 [primitives support] 、并发库 [concurrency libraries] 、通用注解 [common annotations] 、字符串处理 [string processing] 、I/O 等等。本文只介绍其中的缓存部分。
Guava Cache是一种本地缓存实现，支持多种缓存过期策略。性能好，简单易用。缓存在很多场景下都是很有用的。如，通过key获取一个value的花费的时间很多，而且获取的次数不止一次的时候，就应该考虑使用缓存。Guava Cache与ConcurrentMap很相似，但也不完全一样。最基本的区别是ConcurrentMap会一直保存所有添加的元素，直到显式地移除。而Guava Cache为了限制内存占用，通常都设定为自动回收元素。在某些场景下，尽管LoadingCache 不回收元素，它也会自动加载缓存。
Guava Cache适用于以下应用场景：
- 系统的访问速度首要考虑，而内存空间为次要考虑。
- 某些key对于的value会被查询多次。
- 缓存中存放的数据总量不会超出内存的全部大小。
本文例子使用的guava 版本为guava-18.0.jar，下载地址如下：
http://central.maven.org/maven2/com/google/guava/guava/18.0/guava-18.0.jar
二、Cache使用方式
1、CacheLoader方式
代码如下：
1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.List; 3 import java.util.concurrent.ExecutionException; 4 import java.util.concurrent.TimeUnit; 5 6 import org.junit.Test; 7 8 import com.google.cacahe.Person; 9 import com.google.common.cache.CacheBuilder; 10 import com.google.common.cache.CacheLoader; 11 import com.google.common.cache.LoadingCache; 12 13 public class TestGuavaCache { 14 15 @Test 16 public void testUserCacheLoader() throws ExecutionException { 17 // 模拟数据 18 final List<Person> list = new ArrayList<Person>(5); 19 list.add(new Person("1", "zhangsan")); 20 list.add(new Person("2", "lisi")); 21 list.add(new Person("3", "wangwu")); 22 23 // 创建cache 24 LoadingCache<String, Person> cache = CacheBuilder.newBuilder()// 25 .refreshAfterWrite(1, TimeUnit.MINUTES)// 给定时间内没有被读/写访问，则回收。 26 // .expireAfterWrite(5, TimeUnit.SECONDS)//给定时间内没有写访问，则回收。 27 // .expireAfterAccess(3, TimeUnit.SECONDS)// 缓存过期时间为3秒 28 .maximumSize(100).// 设置缓存个数 29 build(new CacheLoader<String, Person>() { 30 @Override 31 /** 当本地缓存命没有中时，调用load方法获取结果并将结果缓存 32 */ 33 public Person load(String key) throws ExecutionException { 34 System.out.println(key + " load in cache"); 35 return getPerson(key); 36 } 37 38 // 此时一般我们会进行相关处理，如到数据库去查询 39 private Person getPerson(String key) throws ExecutionException { 40 System.out.println(key + " query"); 41 for (Person p : list) { 42 if (p.getId().equals(key)) 43 return p; 44 } 45 return null; 46 } 47 }); 48 49 cache.get("1"); 50 cache.get("2"); 51 cache.get("3"); 52 System.out.println("======= sencond time =========="); 53 cache.get("1"); 54 cache.get("2"); 55 cache.get("3"); 56 } 57 }
执行结果如下：
1 load in cache
1 query
2 load in cache
2 query
3 load in cache
3 query
======= sencond time ==========
第二次获取的时候没有执行获取的方法，而是直接从缓存中获取。
2、Callback方式
代码如下：
1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.List; 3 import java.util.concurrent.Callable; 4 import java.util.concurrent.ExecutionException; 5 6 import org.junit.Test; 7 8 import com.google.cacahe.Person; 9 import com.google.common.cache.Cache; 10 import com.google.common.cache.CacheBuilder; 11 12 public class TestGuavaCache { 13 14 15 @Test 16 public void testUserCallback() throws ExecutionException { 17 // 模拟数据 18 final List<Person> list = new ArrayList<Person>(5); 19 list.add(new Person("1", "zhangsan")); 20 list.add(new Person("2", "lisi")); 21 list.add(new Person("3", "wangwu")); 22 23 final String key = "1"; 24 Cache<String, Person> cache2 = CacheBuilder.newBuilder().maximumSize(1000).build(); 25 /** 26 * 用缓存中的get方法，当缓存命中时直接返回结果;否则，通过给定的Callable类call方法获取结果并将结果缓存。<br/> 27 * 可以用一个cache对象缓存多种不同的数据，只需创建不同的Callable对象即可。 28 */ 29 Person person = cache2.get(key, new Callable<Person>() { 30 public Person call() throws ExecutionException { 31 System.out.println(key + " load in cache"); 32 return getPerson(key); 33 } 34 35 // 此时一般我们会进行相关处理，如到数据库去查询 36 private Person getPerson(String key) throws ExecutionException { 37 System.out.println(key + " query"); 38 for (Person p : list) { 39 if (p.getId().equals(key)) 40 return p; 41 } 42 return null; 43 } 44 }); 45 System.out.println("======= sencond time =========="); 46 person = cache2.getIfPresent(key); 47 person = cache2.getIfPresent(key); 48 } 49 }
执行结果如下：
1 load in cache
1 query
======= sencond time ==========
第二次获取后也是直接从缓存中加载。
3、关于移除监听器
通过CacheBuilder.removalListener(RemovalListener)，我们可以声明一个监听器，从而可以在缓存被移除时做一些其他的操作。当缓存被移除时，RemovalListener会获取移除bing通知[RemovalNotification]，其中包含移除的key、value和RemovalCause。
示例代码如下：
1 import java.util.concurrent.ExecutionException; 2 import java.util.concurrent.TimeUnit; 3 4 import org.junit.Test; 5 6 import com.google.cacahe.Person; 7 import com.google.common.cache.CacheBuilder; 8 import com.google.common.cache.CacheLoader; 9 import com.google.common.cache.LoadingCache; 10 import com.google.common.cache.RemovalListener; 11 import com.google.common.cache.RemovalNotification; 12 13 public class TestGuavaCache { 14 @Test 15 public void testListener() throws ExecutionException { 16 CacheLoader<String, Person> loader = new CacheLoader<String, Person>() { 17 @Override 18 // 当本地缓存命没有中时，调用load方法获取结果并将结果缓存 19 public Person load(String key) throws ExecutionException { 20 System.out.println(key + " load in cache"); 21 return getPerson(key); 22 } 23 // 此时一般我们会进行相关处理，如到数据库去查询 24 private Person getPerson(String key) throws ExecutionException { 25 System.out.println(key + " query"); 26 return new Person(key, "zhang" + key); 27 } 28 }; 29 30 // remove listener 31 RemovalListener<String, Person> removalListener = new RemovalListener<String, Person>() { 32 public void onRemoval(RemovalNotification<String, Person> removal) { 33 System.out.println("cause:" + removal.getCause() + " key:" + removal.getKey() + " value:" 34 + removal.getValue()); 35 } 36 }; 37 38 LoadingCache<String, Person> cache = CacheBuilder.newBuilder()// 39 .expireAfterWrite(2, TimeUnit.MINUTES).maximumSize(1024).removalListener(removalListener).build(loader); 40 cache.get("1");// 放入缓存 41 cache.get("1");// 第二次获取(此时从缓存中获取) 42 cache.invalidate("1");// 移除缓存 43 cache.get("1");// 重新获取 44 cache.get("1");// 再次获取(此时从缓存中获取) 45 } 46 }
运行结果如下：
1 1 load in cache 2 1 query 3 cause:EXPLICIT key:1 value:Person [id=1, name=zhang1] 4 1 load in cache 5 1 query
三、其他相关方法
显式插入:该方法可以直接向缓存中插入值，如果缓存中有相同key则之前的会被覆盖。
cache.put(key, value);
显式清除:我们也可以对缓存进行手动清除。
cache.invalidate(key); //单个清除 cache.invalidateAll(keys); //批量清除 cache.invalidateAll(); //清除所有缓存项
基于时间的移除：
expireAfterAccess(long, TimeUnit); 该键值对最后一次访问后超过指定时间再移除 expireAfterWrite(long, TimeUnit) ;该键值对被创建或值被替换后超过指定时间再移除
基于大小的移除:指如果缓存的对象格式即将到达指定的大小，就会将不常用的键值对从cache中移除。
cacheBuilder.maximumSize(long)
size是指cache中缓存的对象个数。当缓存的个数开始接近size的时候系统就会进行移除的操作
缓存清除执行的时间
使用CacheBuilder构建的缓存不会"自动"执行清理和回收工作，也不会在某个缓存项过期后马上清理，也没有诸如此类的清理机制。它是在写操作时顺带做少量的维护工作(清理);如果写操作太少，读操作的时候也会进行少量维护工作。因为如果要自动地持续清理缓存，就必须有一个线程，这个线程会和用户操作竞争共享锁。在某些环境下线程创建可能受限制，这样CacheBuilder就不可用了。
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