【本地缓存篇】如何实现本地缓存?

??典型解析

所谓本地缓存，就是和应用服务器在一起的缓存工具，将需要缓存的数据放到本地缓存中，可以大大的提升访问速度。

在设计本地缓存时，一般需要考虑以下几个方面的问题：

??数据结构

一般来讲，为了提升缓存的效率，通常采用Key-Value结构进行数据存储，也就是说，缓存中的数据保存和读取都需要有一个Key，通过Key来读取固定的缓存的Value。

??线程安全

本地缓存一定要考虑线程安全的问题，因为大多数情况下本地缓存都是一个全局可访问的变量，那么就会有多个线程同时访问，所以线程安全问题不容忽视。

??对象上限

因为是本地缓存，而本地内存中的数据是要占用JVM的堆内存的，所以内存是有上限要求的，如果无限存储，最终一定会导致OOM的问题。

??清除策略

为了避免OOM的问题，一般会考虑在缓存中增加清除策略，通过一定的手段定期的清理掉一些数据，来保证内存占用不会过大，常见清除策略主要有有LRU(最近最少使用)、FIFO(先进先出)、LFU(最近最不常用)、SOFT(软用)、WEAK(弱用)等;

??过期时间

有了清除策略并不能保证百分百的可以删除数据，极端情况会会使得某些数据一直无法删除。这时候就需要有一种机制能够保证某些K-V一定可以删除。通常采用的方案是给每一个缓存的kev设置过期时间，当达到过期时间之后直接删除,采用清除策略+过期时间双重保证;

考虑到以上这些问题之后，就可以考虑如何具体实现一个本地缓存了。

最简单的方式是通过HashMap来实现一个本地缓存，因为他本身就是一种Key-Value结构的，并且如果使用ConcurrentHashMap的话，也能保证线程安全，不过需要自己实现对象上限、过期策略以及清除策略。

除此之外，也有一些比较成熟的开源的本地缓存框架可以直接使用，比较常用的有：

• Guava Cache
• Caffeine (推荐)
• Encache

推荐优先使用Caffeine作为本地缓存，在功能上，GuavaCache支持的功能，Caffeine都支持，另外Caffeine支持异步Cache和写入外部资源，这两个Guava Cache是不支持的。Caffeine也是Spring 5中默认支持的Cache。而Caffeine在性能上要比GuavaCache好很多，主要有以下几个原因:

1 . 剔除算法，GuavaCache采用的是 [LRU] 算法，而Caffeine采用的是[Window TinyLFU] 算法，这是两者之间最大，也是根本的区别。


2 . 立即失效，Guava会把立即失效(例如: expireAfterAccess(0) and expireAfterWrite(0)) 转成设置最大Size为0。这就会导致剔除提醒的原因是SIZE而不是EXPIRED。Caffiene能正确识别这种剔除原因。


3 . 取代提醒，Guava只要数据被替换，不管什么原因，都会触发剔除监听器。而Cafiene在取代值和先前值的引用完全一样时不会触发监听器。


4 . 异步化，Caffiene的很多工作都是交给线程池去做的(默认: ForkJoinPool.commonPool())，例如: 剔除监听器，刷新机制，维护工作等

回顾博文: 【本地缓存篇】LFU、LRU 等缓存失效算法

??扩展知识仓

基于Caffeine实现本地缓存

import com.github .benmanes .caffeine.cache.Cache;
import com.github.benmanes .caffeine.cache.Caffeine;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.stereotype.Component;


import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
*    本地缓存工具
*     @author wwwwwwwwwwwwwwwwwwww
*/
@Component
public class LocalCacheManager implements InitializingBean {
	private Cache<String,String> localCache;

	/**
	*    向缓存中保存数据，如果已经存在则不覆盖
	*/
	public void putIfNotExist(String key,String value)  {
		if (localCache.getIfPresent(key) == null)  {
			localCache.put(key， value);
		}
	}

	/**
	*
	*     根据key获取缓存数据
	*     @param key
	*/
	public String get(String key)  {
		return localCache.getIfPresent(key);
	}

	public void del(string key) {
		localCache.invalidate(key);
	}

	/**
	*    在bean初始化时，初始化本地缓存
	*/
	@Override
	public void afterPropertiesSet() {
		localCache = Caffeine.newBuilder()
		.expireAfterWrite(10， TimeUnit.SECONDS)
		.expireAfterAccess(10，TimeUnit.SECONDS)
		.maximumsize(1000)
		.build();
		
	}

	
}