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。
简单封装
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Service;
import com.google.common.cache.Cache;
import com.google.common.cache.CacheBuilder;
@Service
public class AuthCodeServiceImpl implements AuthCodeService {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AuthCodeServiceImpl.class);
/**
* 缓存验证码信息，10分钟
*/
private final static Cache codeCache = CacheBuilder.newBuilder()
.expireAfterAccess(10, TimeUnit.MINUTES)
.build();
@Override
public String createCode(String key) {
if (key == null) {
return null;
}
String code = this.createRandomCode();
codeCache.invalidate(key);
codeCache.put(key, code);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("验证码缓存增加, key: {}, code: {}", key, code);
}
return code;
}
// 生成4位随机数
private String createRandomCode() {
Double tmpDouble = (Math.random() * 10000) + 10000;
return (String.valueOf(tmpDouble.intValue())).substring(1);
}
@Override
public String getCode(String key) {
return codeCache.getIfPresent(key);
}
@Override
public void invalideCode(String key) {
codeCache.invalidate(key);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("验证码缓存清除： {}", key);
}
}
@Override
public boolean check(String key, String authCode) {
if (StringUtils.isBlank(key) || StringUtils.isBlank(authCode)) {
return false;
}
return authCode.equals(this.getCode(key));
}
}
cacheLoader方式实现实例：
@Test
public void TestLoadingCache() throws Exception{
LoadingCache cahceBuilder=CacheBuilder
.newBuilder()
.build(new CacheLoader(){
@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 cache = CacheBuilder.newBuilder().maximumSize(1000).build();
String resultVal = cache.get("jerry", new Callable() {
public String call() {
String strProValue="hello "+"jerry"+"!";
return strProValue;
}
});
System.out.println("jerry value : " + resultVal);
resultVal = cache.get("peida", new Callable() {
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 LoadingCache cached(CacheLoader cacheLoader) {
LoadingCache cache = CacheBuilder
.newBuilder()
.maximumSize(2)
.weakKeys()
.softValues()
.refreshAfterWrite(120, TimeUnit.SECONDS)
.expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
.removalListener(new RemovalListener(){
@Override
public void onRemoval(RemovalNotification 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 commonCache(final String key) throws Exception{
LoadingCache commonCache= cached(new CacheLoader(){
@Override
public String load(String key) throws Exception {
return "hello "+key+"!";
}
});
return commonCache;
}
@Test
public void testCache() throws Exception{
LoadingCache 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 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
* @param
* @param key
* @param callable
* @return V
* @throws Exception
*/
public static Cache callableCached() throws Exception {
Cache 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() {
@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)