java缓存技术介绍
一、Java缓存技术的基本概念
缓存类型:
本地缓存:数据存储在应用所在的服务器的内存中,访问速度非常快,但受限于服务器的内存大小。
分布式缓存:数据存储在多个服务器的内存中,通过一定的机制(如哈希算法)实现数据的分布式存储和访问,适用于大型分布式系统。
缓存策略:
LRU(Least Recently Used):最近最少使用策略,当缓存达到最大容量时,移除最近最少使用的数据。
LFU(Least Frequently Used):最不经常使用策略,移除访问频率最低的数据。
FIFO(First In First Out):先进先出策略,按照数据进入缓存的顺序进行移除。
缓存失效策略:
TTL(Time To Live):数据在缓存中存活的时间,超过这个时间就会被移除。
TTI(Time To Idle):数据在空闲(即没有被访问)一段时间后,就会被移除。
二、Java中常见的缓存实现
Guava Cache:
Google提供的一个开源Java缓存库,提供了强大的缓存功能,包括自动加载、缓存回收、统计信息等。
示例代码:
java
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
.maximumSize(100) // 设置缓存的最大容量
.expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) // 设置数据在写入10分钟后失效
.build();
cache.put("key", "value");
String value = cache.getIfPresent("key");
Ehcache:
一个开源的Java分布式缓存框架,提供了丰富的缓存管理功能,支持内存和磁盘存储,以及分布式缓存。
可以通过配置文件或注解来配置缓存。
Caffeine:
一个高性能的Java缓存库,由Ben-Manes开发,是Guava Cache的替代者,提供了更高的性能和更多的功能。
示例代码:
java
Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
.maximumSize(100)
.expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
.build();
cache.put("key", "value");
String value = cache.getIfPresent("key");
Redis:
虽然Redis是一个远程的分布式内存数据库,但它经常被用作Java应用的缓存层。
提供了丰富的数据结构(如字符串、列表、集合、哈希等)和高级功能(如发布/订阅、事务等)。
通过Jedis、Lettuce等Java客户端库可以方便地操作Redis。
三、使用缓存的注意事项
缓存击穿:当某个热点数据失效时,大量请求同时访问该数据,导致数据库压力骤增。可以通过设置热点数据的永久缓存或加锁来解决。
缓存雪崩:当大量缓存数据同时失效时,大量请求会直接访问数据库,导致数据库崩溃。可以通过设置不同的失效时间、随机失效时间或过期数据预热来解决。
缓存预热:在应用启动时,将常用的数据加载到缓存中,以减少应用启动后的首次访问延迟。
缓存一致性:在数据更新时,需要确保缓存中的数据与数据库中的数据保持一致。可以通过缓存失效策略(如先失效再更新数据库)或缓存更新策略(如先更新数据库再更新缓存)来解决。