Guava学习笔记：Guava cache
缓存，在我们日常开发中是必不可少的一种解决性能问题的方法。简单的说，cache 就是为了提升系统性能而开辟的一块内存空间。
缓存的主要作用是暂时在内存中保存业务系统的数据处理结果，并且等待下次访问使用。在日常开发的很多场合，由于受限于硬盘IO的性能或者我们自身业务系统的数据处理和获取可能非常费时，当我们发现我们的系统这个数据请求量很大的时候，频繁的IO和频繁的逻辑处理会导致硬盘和CPU资源的瓶颈出现。缓存的作用就是将这些来自不易的数据保存在内存中，当有其他线程或者客户端需要查询相同的数据资源时，直接从缓存的内存块中返回数据，这样不但可以提高系统的响应时间，同时也可以节省对这些数据的处理流程的资源消耗，整体上来说，系统性能会有大大的提升。
缓存在很多系统和架构中都用广泛的应用,例如：
1.CPU缓存
2.操作系统缓存
3.本地缓存
4.分布式缓存
5.HTTP缓存
6.数据库缓存
等等，可以说在计算机和网络领域，缓存无处不在。可以这么说，只要有硬件性能不对等，涉及到网络传输的地方都会有缓存的身影。
Guava Cache是一个全内存的本地缓存实现，它提供了线程安全的实现机制。整体上来说Guava cache 是本地缓存的不二之选，简单易用，性能好。
Guava Cache有两种创建方式：
1. cacheLoader
2. callable callback
通过这两种方法创建的cache，和通常用map来缓存的做法比，不同在于，这两种方法都实现了一种逻辑——从缓存中取key X的值，如果该值已经缓存过了，则返回缓存中的值，如果没有缓存过，可以通过某个方法来获取这个值。但不同的在于cacheloader的定义比较宽泛，是针对整个cache定义的，可以认为是统一的根据key值load value的方法。而callable的方式较为灵活，允许你在get的时候指定。
cacheLoader方式实现实例：
@Test public void TestLoadingCache() throws Exception{ LoadingCache<String,String> cahceBuilder=CacheBuilder .newBuilder() .build(new CacheLoader<String, String>(){ @Override public String load(String key) throws Exception { String strProValue="hello "+key+"!"; return strProValue; } }); System.out.println("jerry value:"+cahceBuilder.apply("jerry")); System.out.println("jerry value:"+cahceBuilder.get("jerry")); System.out.println("peida value:"+cahceBuilder.get("peida")); System.out.println("peida value:"+cahceBuilder.apply("peida")); System.out.println("lisa value:"+cahceBuilder.apply("lisa")); cahceBuilder.put("harry", "ssdded"); System.out.println("harry value:"+cahceBuilder.get("harry")); }
输出：
jerry value:hello jerry! jerry value:hello jerry! peida value:hello peida! peida value:hello peida! lisa value:hello lisa! harry value:ssdded
callable callback的实现：
@Test public void testcallableCache()throws Exception{ Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder().maximumSize(1000).build(); String resultVal = cache.get("jerry", new Callable<String>() { public String call() { String strProValue="hello "+"jerry"+"!"; return strProValue; } }); System.out.println("jerry value : " + resultVal); resultVal = cache.get("peida", new Callable<String>() { public String call() { String strProValue="hello "+"peida"+"!"; return strProValue; } }); System.out.println("peida value : " + resultVal); } 输出： jerry value : hello jerry! peida value : hello peida!
cache的参数说明：
回收的参数：
1. 大小的设置：CacheBuilder.maximumSize(long) CacheBuilder.weigher(Weigher) CacheBuilder.maxumumWeigher(long)
2. 时间：expireAfterAccess(long, TimeUnit) expireAfterWrite(long, TimeUnit)
3. 引用：CacheBuilder.weakKeys() CacheBuilder.weakValues() CacheBuilder.softValues()
4. 明确的删除：invalidate(key) invalidateAll(keys) invalidateAll()
5. 删除监听器：CacheBuilder.removalListener(RemovalListener)
refresh机制：
1. LoadingCache.refresh(K) 在生成新的value的时候，旧的value依然会被使用。
2. CacheLoader.reload(K, V) 生成新的value过程中允许使用旧的value
3. CacheBuilder.refreshAfterWrite(long, TimeUnit) 自动刷新cache
基于泛型的实现：
/** * 不需要延迟处理(泛型的方式封装) * @return */ public <K , V> LoadingCache<K , V> cached(CacheLoader<K , V> cacheLoader) { LoadingCache<K , V> cache = CacheBuilder .newBuilder() .maximumSize(2) .weakKeys() .softValues() .refreshAfterWrite(120, TimeUnit.SECONDS) .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) .removalListener(new RemovalListener<K, V>(){ @Override public void onRemoval(RemovalNotification<K, V> rn) { System.out.println(rn.getKey()+"被移除"); }}) .build(cacheLoader); return cache; } /** * 通过key获取value * 调用方式 commonCache.get(key) ; return String * @param key * @return * @throws Exception */ public LoadingCache<String , String> commonCache(final String key) throws Exception{ LoadingCache<String , String> commonCache= cached(new CacheLoader<String , String>(){ @Override public String load(String key) throws Exception { return "hello "+key+"!"; } }); return commonCache; } @Test public void testCache() throws Exception{ LoadingCache<String , String> commonCache=commonCache("peida"); System.out.println("peida:"+commonCache.get("peida")); commonCache.apply("harry"); System.out.println("harry:"+commonCache.get("harry")); commonCache.apply("lisa"); System.out.println("lisa:"+commonCache.get("lisa")); }
输出：
peida:hello peida! harry:hello harry! peida被移除 lisa:hello lisa!
基于泛型的Callable Cache实现：
private static Cache<String, String> cacheFormCallable = null; /** * 对需要延迟处理的可以采用这个机制；(泛型的方式封装) * @param <K> * @param <V> * @param key * @param callable * @return V * @throws Exception */ public static <K,V> Cache<K , V> callableCached() throws Exception { Cache<K, V> cache = CacheBuilder .newBuilder() .maximumSize(10000) .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) .build(); return cache; } private String getCallableCache(final String userName) { try { //Callable只有在缓存值不存在时，才会调用 return cacheFormCallable.get(userName, new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { System.out.println(userName+" from db"); return "hello "+userName+"!"; } }); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); return null; } } @Test public void testCallableCache() throws Exception{ final String u1name = "peida"; final String u2name = "jerry"; final String u3name = "lisa"; cacheFormCallable=callableCached(); System.out.println("peida:"+getCallableCache(u1name)); System.out.println("jerry:"+getCallableCache(u2name)); System.out.println("lisa:"+getCallableCache(u3name)); System.out.println("peida:"+getCallableCache(u1name)); }
输出：
peida from db peida:hello peida! jerry from db jerry:hello jerry! lisa from db lisa:hello lisa! peida:hello peida!
说明：Callable只有在缓存值不存在时，才会调用，比如第二次调用getCallableCache(u1name)直接返回缓存中的值
guava Cache数据移除：
guava做cache时候数据的移除方式，在guava中数据的移除分为被动移除和主动移除两种。
被动移除数据的方式，guava默认提供了三种方式：
1.基于大小的移除:看字面意思就知道就是按照缓存的大小来移除，如果即将到达指定的大小，那就会把不常用的键值对从cache中移除。
定义的方式一般为 CacheBuilder.maximumSize(long)，还有一种一种可以算权重的方法，个人认为实际使用中不太用到。就这个常用的来看有几个注意点，
其一，这个size指的是cache中的条目数，不是内存大小或是其他；
其二，并不是完全到了指定的size系统才开始移除不常用的数据的，而是接近这个size的时候系统就会开始做移除的动作；
其三，如果一个键值对已经从缓存中被移除了，你再次请求访问的时候，如果cachebuild是使用cacheloader方式的，那依然还是会从cacheloader中再取一次值，如果这样还没有，就会抛出异常
2.基于时间的移除：guava提供了两个基于时间移除的方法
expireAfterAccess(long, TimeUnit) 这个方法是根据某个键值对最后一次访问之后多少时间后移除
expireAfterWrite(long, TimeUnit) 这个方法是根据某个键值对被创建或值被替换后多少时间移除
3.基于引用的移除：
这种移除方式主要是基于java的垃圾回收机制，根据键或者值的引用关系决定移除
主动移除数据方式，主动移除有三种方法：
1.单独移除用 Cache.invalidate(key)
2.批量移除用 Cache.invalidateAll(keys)
3.移除所有用 Cache.invalidateAll()
如果需要在移除数据的时候有所动作还可以定义Removal Listener，但是有点需要注意的是默认Removal Listener中的行为是和移除动作同步执行的，如果需要改成异步形式，可以考虑使用RemovalListeners.asynchronous(RemovalListener, Executor)
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