Cache2j:一款轻量级的进程内缓存框架的实现

拼搏现实的明天。 2022-05-31 05:41 235阅读 0赞

## 背景 ##

最近比较闲，阅读了一些开源项目，受到一些启发，于是萌生了自己开发一款轻量级的缓存框架的想法。目前业界成熟的缓存系统很多，如分布式缓存系统redis、memcache，本地缓存系统如guava cache、oscache、ehcache等，都有自己的适用场景及优缺点，多的不做评论（都是开源产品，自然是十分成熟和优秀的了）！cache2j这个名字是项目开发完成后，作者本人取的，本意是“cache to java”！

## 简介 ##

`cache2j`是一款超级轻量的进程内缓存框架，基于java语言实现，底层存储基于`ConcurrentHashMap`,核心功能包括：  
1、提供了基于K,V形式的对象存储/查询能力；

2、支持多种类型的缓存淘汰策略，包括基于ttl（过期时间）方式和cap（容量）方式，默认基于ttl，根据写入时间FIFO淘汰；

3、提供了缓存监听器供用户实现并注册（缓存被淘汰时会回调监听器的`callback`方法）；

4、支持缓存过期自动加载/更新机制（实现`CacheLoader`）；

5、支持缓存命中率相关统计（`cacheBuilder.stats()`）；

## 对比Guava Cache ##

1、底层实现：  
`guava cache` 底层所用的是拓展的 `HashTable` ，和 `ConcurrentHashMap` 十分相似，通过引入一个 `Segment` 数组，对 `HashTable` 进行分段，通过分离锁、 `final` 以及 `volatile` 的配合，实现了并发环境下的线程安全;缺点：底层实现采用的是jdk1.8以前 `ConcurrentHashMap` 的实现，性能没有得到优化。  
`cache2j` 底层采用 `jdk` 自带的 `ConcurrentHashMap` ；底层设计跟着 `jdk` 版本走，性能上可以得到优化（1.8版本以后取消了锁分段技术并引入了红黑树，性能得到极大的优化）。

2、淘汰策略实现  
`guava cache`并未引入任何独立线程执行缓存“清理”工作，而是在读写的时候“顺便”做了部分清理工作。  
`cache2j`如果设置了`Monitor`（执行淘汰任务的工作线程），则由一个守护线程定期负责清理工作；如果未指定任何`Monitor`,则在`put`操作时完成少部分的清理工作。

整体而言，`cache2j`无论从性能和使用灵活性上都十分不错！

## 使用示例 ##

public static void main(String[] args) throws Exception{
            Cache<String,Object> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                    .listener(new DefaultListener())//设置监听器
                    .factor(0.1)                    //设置缓存淘汰因子（Cap类型时有效）
                    .interval(1000)                 //执行淘汰的工作线程执行的频率，单位ms
                    .ttl(5000)                      //缓存的过期时间，单位ms
                    .maximum(20)                    //最大缓存数量
                    .monitor(MonitorType.TTL)       //淘汰策略设置
                    .build(new CacheLoader<String,Object>(){
                        @Override                   //CacheLoader设置
                        public Object load(String key) {
                            return key+"-aaaa";
                        }
                    });
            for(int i=0;i<30;i++){
                cache.put("key"+i,"value"+i);
                Thread.sleep(200);
            }
    
            Thread.sleep(6000);
            System.out.println(cache.get("java"));
        }

## 资源地址 ##

[Github地址][Github]

[项目wiki地址][wiki]

PS：cache2j是本人基于业余兴趣开发，设计上参考了业界优秀开源产品的特点，代码一直在更新，目前并未做任何压力测试（未来会补充），请勿做商业用途，仅供学习交流参考！欢迎大家批评指正，共同学习，谢谢支持！

后续文章我会逐步分享cache2j的设计实现。

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[Github]: https://github.com/zhangxiaomin1993/cache2j
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