Java缓存对比 guava限流介绍 guava缓存介绍 caffeine缓存介绍

一、Java缓存对比

guava：简单并且满足大部分人需求，并且还包含很多实用工具；

caffeine：基于Java8的高性能缓存，操作功能基本和guava一致；

ehcache：支持缓存策略种类多，支持持久化，并且支持集群方案；

二、guava限流介绍

Uninterruptibles：

void sleepUninterruptibly(long sleepFor, TimeUnit unit)，休眠指定时间，休眠无法中断；

Stopwatch：

1、Stopwatch createUnstarted()，创建一个计时器，计时器未启动；

2、Stopwatch createStarted()，创建一个计时器，并启动计时器；

3、Stopwatch start()，开始计时器；

4、Stopwatch stop()，停止计时器；

5、Stopwatch reset()，重置计时器；

6、long elapsed(TimeUnit desiredUnit)，返回当前计时；

RateLimiter：

1、RateLimiter create(double permitsPerSecond)，创建一个平滑限流器，参数是每秒可以获取的许可数；

2、RateLimiter create(double permitsPerSecond, warmupPeriod, unit)，创建一个具备预热功能的限流器；

3、void setRate(double permitsPerSecond)，设置每秒可以获取的许可数；

4、double getRate()，查询每秒可以获取的许可数；

5、double acquire()，获取许可，当前计时小于许可可用时间，线程进入休眠；

6、boolean tryAcquire()，获取许可，当前计时小于许可可用时间，线程返回false；

7、boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)，获取许可，允许等待指定时间；

RateLimiter使用详解：

1、RateLimiter基于令牌桶算法，可用许可使用浮点数存储，通过计时器计时不断释放许可；

2、nginx基于漏斗算法，令牌桶算法优势是允许突发流量，令牌桶中存在令牌就允许传输；

3、setRate设置每秒可以获取的许可数，同时按比例调整可用许可；

4、nextFreeTicketMicros许可可用时间，当前计时小于许可可用时间，线程进入休眠；

5、当前计时大于等于许可可用时间，线程立即成功获取许可，同时修改下次许可可用时间；

6、初始许可可用时间等于当前计时，可以立即成功获取许可，同时许可不够时可以透支未来许可；

7、平滑限流器初始可用许可是0，最大可用许可是permitsPerSecond，消耗缓存的许可不需要耗时；

8、预热限流器初始可用许可等于最大可用许可permitsPerSecond*warmupPeriod，消耗缓存的许可需要耗时；

9、预热限流器消耗缓存的许可需要耗时，消耗缓存的许可越多耗时越长，最长耗时是1.5*warmupPeriod；

三、guava缓存介绍

CacheBuilder：

1、newBuilder()，创建缓存构建器；

2、build()，创建缓存对象；

3、build(CacheLoader loader)，创建自动加载数据的缓存对象；

4、maximumSize(long maximumSize)，设置缓存最大容量；

5、expireAfterWrite(long duration, TimeUnit unit)，缓存修改多久后清除；

6、expireAfterAccess(long duration, TimeUnit unit)，缓存访问多久后清除；

7、initialCapacity(int initialCapacity)，缓存初始容量；

8、concurrencyLevel(int concurrencyLevel)，设置并发级别；

9、removalListener(RemovalListener listener)，设置清除监听器；

10、recordStats()，记录缓存状态；

interface Cache<K, V>：

1、void put(K key, V value)，写入缓存；

2、V getIfPresent(Object key)，读取缓存，数据不存在时返回空值；

3、ImmutableMap getAllPresent(Iterable keys)，读取缓存，查询不去除重复key，结果去除重复key；

4、V get(K key, Callable valueLoader)，读取缓存，数据不存在或过期时进行数据加载；

5、void cleanUp()，尝试清除过期元素，获取不到锁则无法清除；

6、void invalidate(Object key)，清除缓存；

7、void invalidateAll()，清除所有缓存；

8、CacheStats stats()，获取缓存状态；

interface LoadingCache<K, V> extends Cache<K, V>：

1、V get(K key)，读取缓存，等价于get(key,loader)；

2、ImmutableMap getAll(Iterable keys)，读取缓存，等价于多次调用get(key,loader)；

3、V getUnchecked(K key)，读取缓存，等价于get(key,loader)，异常类型转化为运行时异常；

4、void refresh(K key)，更新缓存，不抛出任何异常；

Cache使用详解：

1、CacheBuilder参数不能重复设置，重复设置会抛出异常；

2、LocalManualCache实现了Cache接口，包含一个LocalCache对象；

3、LocalCache实现了ConcurrentMap接口，实现了缓存的主要功能逻辑；

4、LocalCache分段存储数据，每个数据段是一个重入锁，concurrencyLevel决定数据段数量；

5、获取的元素状态过期才尝试读操作清除数据，读写操作清除数据只清除命中的数据段数据；

6、读操作清除数据：如果获取的元素状态过期，尝试清除修改状态过期数据、访问状态过期数据；

7、写操作清除数据：写之前清除修改状态过期数据、访问状态过期数据，写之后清除超过容量数据；

8、删操作清除数据：删之前清除修改状态过期数据、访问状态过期数据；

9、RemovalListeners.asynchronous用于将清除数据同步通知变成异步通知；

a、get(key,loader)，如果数据需要加载，则只有一个线程能够加载成功，其他线程等待该线程加载；

b、get(key,loader)，如果加载数据抛出异常，则异常会抛到调用线程，其他等待线程也会异常；

四、caffeine缓存介绍

1、官网链接：https://github.com/ben-manes/caffeine

2、使用文档：https://github.com/ben-manes/caffeine/wiki

3、caffeine2.x最低要求JDK8，caffeine3.x最低要求JDK11；

Caffeine：

1、newBuilder()，创建缓存构建器；

2、build()，创建缓存对象；

3、build(CacheLoader loader)，创建自动加载数据的缓存对象；

4、buildAsync()，创建缓存对象，返回AsyncCache；

5、buildAsync(CacheLoader loader)，创建自动加载数据的缓存对象，返回AsyncLoadingCache；

6、buildAsync(AsyncCacheLoader loader)，创建自动加载数据的缓存对象，返回AsyncLoadingCache；

interface Cache：

1、V getIfPresent(Object key)，读取缓存，数据不存在时返回空值；

2、V get(K key, Function mapFunc)，读取缓存，数据不存在或过期时进行数据加载；

3、void invalidate(Object key)，清除缓存；

interface AsyncCache<K, V>：

1、void put(K key, CompletableFuture<V> valueFuture)，写入缓存，数据来源异步任务；

2、CompletableFuture<V> getIfPresent(Object key)，读取缓存，数据不存在时返回空值；

3、CompletableFuture<V> get(K key, Function mapFunc)，读取缓存，数据不存在或过期时进行数据加载；

Cache使用详解：

1、get(key,mapFunc)相比guava.get(key,loader)，加载函数返回空值时，整个函数不会抛出异常；

2、AsyncCache写入缓存是写入异步任务，读取缓存是读取异步任务，异步任务失败时会清除缓存；

3、CacheLoader接口继承AsyncCacheLoader，所以两个buildAsync(loader)方法实现完全一样；

4、caffeine使用异步任务清除过期数据，读操作影响比guava更小一些，读操作性能更高一些；