Guava 缓存教程

其他 2018-06-04 10:30:00 阅读次数: 0

Guava 缓存

本文我们看下Guava Cache的实现,包括基本使用，驱逐策略，刷新缓存以及一些有趣的批处理操作。最后，我们再看看缓存发出的删除通知功能。

如何使用Guava Cache

先来看一个简单示例，缓存字符串实例的大小形式。首先，我们创建ChcheLoader，用于计算存储在缓存中的值，然后我们便捷的CacheBuilder类依照规范构建缓存：

@Test
public void whenCacheMiss_thenValueIsComputed() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder().build(loader);

    assertEquals(0, cache.size());
    assertEquals("HELLO", cache.getUnchecked("hello"));
    assertEquals(1, cache.size());
}

因为“hello” 键对应值在缓存中没有，所以值被计算并缓存。注意，我们使用getUnchecked() 方法，如果对应值不存在，则计算并缓存值到缓存中。

驱逐策略

每个缓存需要在必要时删除内容，让我们讨论下从缓存中清除值机制——使用不同的标准。

按大小驱逐

我们能通过 maximumSize()方法限制缓存大小，如果缓存达到上限，最老的项将被驱逐。
下面示例代码中，我们限制缓存大小为3条记录：

@Test
public void whenCacheReachMaxSize_thenEviction() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };
    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder().maximumSize(3).build(loader);

    cache.getUnchecked("first");
    cache.getUnchecked("second");
    cache.getUnchecked("third");
    cache.getUnchecked("forth");
    assertEquals(3, cache.size());
    assertNull(cache.getIfPresent("first"));
    assertEquals("FORTH", cache.getIfPresent("forth"));
}

按权重驱逐

我们也可以按照自定义权重功能限制缓存大小，下面代码，使用length作为我们自定义权重函数：

@Test
public void whenCacheReachMaxWeight_thenEviction() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    Weigher<String, String> weighByLength;
    weighByLength = new Weigher<String, String>() {
        @Override
        public int weigh(String key, String value) {
            return value.length();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder()
      .maximumWeight(16)
      .weigher(weighByLength)
      .build(loader);

    cache.getUnchecked("first");
    cache.getUnchecked("second");
    cache.getUnchecked("third");
    cache.getUnchecked("last");
    assertEquals(3, cache.size());
    assertNull(cache.getIfPresent("first"));
    assertEquals("LAST", cache.getIfPresent("last"));
}

注意，缓存可能删除多条记录，为较长记录预留空间。

按时间驱逐

除了按大小驱逐较早记录，我们还可以采用时间方式。下面示例我们自定义缓存删除已经闲置2ms的记录：

@Test
public void whenEntryIdle_thenEviction()
  throws InterruptedException {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder()
      .expireAfterAccess(2,TimeUnit.MILLISECONDS)
      .build(loader);

    cache.getUnchecked("hello");
    assertEquals(1, cache.size());

    cache.getUnchecked("hello");
    Thread.sleep(300);

    cache.getUnchecked("test");
    assertEquals(1, cache.size());
    assertNull(cache.getIfPresent("hello"));
}

我们也可以基于整个生命时间来驱逐，下面示例中，被存储2ms后记录被清除缓存。

@Test
public void whenEntryLiveTimeExpire_thenEviction()
  throws InterruptedException {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder()
      .expireAfterWrite(2,TimeUnit.MILLISECONDS)
      .build(loader);

    cache.getUnchecked("hello");
    assertEquals(1, cache.size());
    Thread.sleep(300);
    cache.getUnchecked("test");
    assertEquals(1, cache.size());
    assertNull(cache.getIfPresent("hello"));
}

弱引用键(Weak key)

接下来，看看如何使缓存键为弱引用，即允许垃圾收集器收集在其他地方没有引用的缓存键。缺省缓存键和值都为强引用，但我们能使用weakKeys()方法使缓存键为弱引用，示例如下：

@Test
public void whenWeakKeyHasNoRef_thenRemoveFromCache() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder().weakKeys().build(loader);
}

缓存值软引用(soft valuel)

我们可以使用softValues()方法让垃圾回收器收集缓存值，防止内存溢出：

@Test
public void whenSoftValue_thenRemoveFromCache() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder().softValues().build(loader);
}

需要注意的时，软引用太多会影响系统性能，最好使用maximumSize()方法。

处理null值

现在，让我们看看缓存如何null值。默认情况下，Guava Cache如果加载null值会抛出异常，因为缓存null值没有意义。
但如果null值在你代码中有意义，那你可以使用Optional类实现：

@Test
public void whenNullValue_thenOptional() {
    CacheLoader<String, Optional<String>> loader;
    loader = new CacheLoader<String, Optional<String>>() {
        @Override
        public Optional<String> load(String key) {
            return Optional.fromNullable(getSuffix(key));
        }
    };

    LoadingCache<String, Optional<String>> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder().build(loader);

    assertEquals("txt", cache.getUnchecked("text.txt").get());
    assertFalse(cache.getUnchecked("hello").isPresent());
}
private String getSuffix(final String str) {
    int lastIndex = str.lastIndexOf('.');
    if (lastIndex == -1) {
        return null;
    }
    return str.substring(lastIndex + 1);
}

刷新缓存

下面看看如何刷新缓存值，可以使用refreshAfterWrite()方法自动刷新。下面示例中，每分钟自动刷新：

@Test
public void whenLiveTimeEnd_thenRefresh() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder()
      .refreshAfterWrite(1,TimeUnit.MINUTES)
      .build(loader);
}

也可以手动通过refresh(key)方法刷新缓存中指定记录。

预缓存

我们可以通过putAll()方法在缓存中插入多条记录。下面示例中，通过Map往缓存中增加多条记录：

@Test
public void whenPreloadCache_thenUsePutAll() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder().build(loader);

    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    map.put("first", "FIRST");
    map.put("second", "SECOND");
    cache.putAll(map);

    assertEquals(2, cache.size());
}

删除通知

有时当缓存记录删除时，需要处理一些业务，下面讨论下RemovalNotification。
我们可以注册RemovalListener 监听器获得删除通知，还可以通过getCause()方法访问删除原因。
下面示例中，缓存中第四个元素删除时会收到通知：

@Test
public void whenEntryRemovedFromCache_thenNotify() {
    CacheLoader<String, String> loader;
    loader = new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(final String key) {
            return key.toUpperCase();
        }
    };

    RemovalListener<String, String> listener;
    listener = new RemovalListener<String, String>() {
        @Override
        public void onRemoval(RemovalNotification<String, String> n){
            if (n.wasEvicted()) {
                String cause = n.getCause().name();
                assertEquals(RemovalCause.SIZE.toString(),cause);
            }
        }
    };

    LoadingCache<String, String> cache;
    cache = CacheBuilder.newBuilder()
      .maximumSize(3)
      .removalListener(listener)
      .build(loader);

    cache.getUnchecked("first");
    cache.getUnchecked("second");
    cache.getUnchecked("third");
    cache.getUnchecked("last");
    assertEquals(3, cache.size());
}

补充说明

最后，有一些关于Guava 缓存实现的补充说明：

  • 是线程安全的

  • put(key,value)方法可以手动插入记录

  • CacheStats ( hitRate(), missRate(), ..)等方法可以监控缓存性能

总结

文本通过示例说明Guava缓存主要功能及应用，从简单使用到元素驱逐，刷新缓存，预缓存以及删除通知等。

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转载自blog.csdn.net/neweastsun/article/details/79904098
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