java緩存——(一)服務器本地緩存ehcache、guava cache和Caffeine


在多線程高並發場景中往往是離不開cache的,需要根據不同的應用場景來需要選擇不同的cache,比如分布式緩存如redis、memcached,還有本地(進程內)緩存如ehcache、GuavaCache、Caffeine、LocalCache等。

一、ehcache


在Java項目廣泛的使用。它是一個開源的、設計於提高在數據從RDBMS中取出來的高花費、高延遲采取的一種緩存方案。正因為Ehcache具有健壯性(基於java開發)、被認證(具有apache 2.0  license)、充滿特色(稍后會詳細介紹),所以被用於大型復雜分布式web application的各個節點中。

什么特色?

 

1.  夠快

Ehcache的發行有一段時長了,經過幾年的努力和不計其數的性能測試,Ehcache終被設計於large, high concurrency systems.

 

2. 夠簡單

開發者提供的接口非常簡單明了,從Ehcache的搭建到運用運行僅僅需要的是你寶貴的幾分鍾。其實很多開發者都不知道自己用在用Ehcache,Ehcache被廣泛的運用於其他的開源項目

比如:hibernate

 

3.夠袖珍

關於這點的特性,官方給了一個很可愛的名字small foot print ,一般Ehcache的發布版本不會到2M,V 2.2.3  才 668KB。

 

4. 夠輕量

核心程序僅僅依賴slf4j這一個包,沒有之一!

 

5.好擴展

Ehcache提供了對大數據的內存和硬盤的存儲,最近版本允許多實例、保存對象高靈活性、提供LRU、LFU、FIFO淘汰算法,基礎屬性支持熱配置、支持的插件多

 

6.監聽器

緩存管理器監聽器 (CacheManagerListener)和 緩存監聽器(CacheEvenListener),做一些統計或數據一致性廣播挺好用的

 


二、guava cache


先說說一般的cache都會實現的基礎功能包括:

提供一個存儲緩存的容器,該容器實現了存放(Put)和讀取(Get)緩存的接口供外部調用。 緩存通常以<key,value>的形式存在,通過key來從緩存中獲取value。當然容器的大小往往是有限的(受限於內存大小),需要為它設置清除緩存的策略。

在GuavaCache中緩存的容器被定義為接口Cache<K, V>的實現類,這些實現類都是線程安全的,因此通常定義為一個單例。並且接口Cache是泛型,很好的支持了不同類型的key和value。作為示例,我們構建一個key為Integer、value為String的Cache實例:

復制代碼
final static Cache<Integer, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
//設置cache的初始大小為10,要合理設置該值
.initialCapacity(10)
//設置並發數為5,即同一時間最多只能有5個線程往cache執行寫入操作
.concurrencyLevel(5)
//設置cache中的數據在寫入之后的存活時間為10秒
.expireAfterWrite(10, TimeUnit.SECONDS)
//構建cache實例
.build();
復制代碼

據說GuavaCache的實現是基於ConcurrentHashMap的,因此上面的構造過程所調用的方法,通過查看其官方文檔也能看到一些類似的原理。比如通過initialCapacity(5)定義初始值大小,要是定義太大就好浪費內存空間,要是太小,需要擴容的時候就會像map一樣需要resize,這個過程會產生大量需要gc的對象,還有比如通過concurrencyLevel(5)來限制寫入操作的並發數,這和ConcurrentHashMap的鎖機制也是類似的(ConcurrentHashMap讀不需要加鎖,寫入需要加鎖,每個segment都有一個鎖)。

 

三、Caffeine

Caffeine是使用Java8對Guava緩存的重寫版本,在Spring 5.0或者Spring Boot 2.0中將取代,基於LRU算法實現,支持多種緩存過期策略。


那么為什么這么好的東西需要被淘汰呢,如果對於本地Cache有過深入研究的人應該知道LRU算法基本可以滿足大部分的場景,但是很多人為了精益求精,基於LRU的算法,又在此基礎上提出了一系列更好的,更有效果的淘汰策略。比如有ARC,LIRS和W-TinyLFU等都提供了接近最理想的命中率,他們這些算法進一步提高了本地緩存的效率。

Cache的目的就是緩存,如果在功能一樣的情況下,最重要的突破就是性能了。從功能上來看GuavaCache已經比較完善了,基本滿足了絕大部分本地緩存的需求。那么Spring5使用Caffeine來代替GuavaCache就是因為性能的問題了。

Caffeine的API的操作功能和Guava是基本保持一致的,並且Caffeine為了兼容之前是Guava的用戶,做了一個Guava的Adapter給大家使用也是十分的貼心。 
當然Caffeine的調整不只有算法上面的調整,還有內存方面的優化以及一些實用的方法沒有覆蓋到。不過相信僅僅是上面提到的新特點就會讓人們有心動的想法去嘗試。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM