如何使用Java实现简单的本地缓存？

来源：互联网发布：网络推广的案例编辑：程序博客网时间：2024/05/22 13:15

我们知道，频繁的IO操作（包括网络请求、数据库请求等）是非常耗费时间资源的，同时也会极大的加重数据库等的压力，降低响应速度。因此对经常访问的数据做适当的缓存机制是非常有必要的。一般我们是通过key从缓存中读取value，如果读取不到则读取数据库，将数据库读取到的数据再放入缓存中。

首先数据一般都是有一定的时效性的，也就是说，不是放入缓存中就一直都会存在，如果超过一定时间没有被使用则应当被清空，使系统中不会使用到过期数据。

下面是对本地缓存的一个简单实现，首先定义一个缓存试题，包含3个属性，放入缓存的时间戳，值和过期时间；其次需要个线程去监控缓存实体是否过期。

代码如下：

public class CacheEntity implements Serializable {
/** */
private static final long serialVersionUID = 7172649826282703560L;
/**
* 值
*/
private Object value;
/**
* 保存的时间戳
*/
private long gmtModify;
/**
* 过期时间
*/
private int expire;
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
public long getGmtModify() {
return gmtModify;
}
public void setGmtModify(long gmtModify) {
this.gmtModify = gmtModify;
}
public int getExpire() {
return expire;
}
public void setExpire(int expire) {
this.expire = expire;
}
public CacheEntity(Object value, long gmtModify, int expire) {
super();
this.value = value;
this.gmtModify = gmtModify;
this.expire = expire;
}
}

public class LocalCache {
//默认的缓存容量
private static int DEFAULT_CAPACITY = 512;
//最大容量
private static int MAX_CAPACITY = 100000;
//刷新缓存的频率
private static int MONITOR_DURATION = 2;
// 启动监控线程
static {
new Thread(new TimeoutTimerThread()).start();
}
//使用默认容量创建一个Map
private static ConcurrentHashMap<String, CacheEntity> cache = new ConcurrentHashMap<String, CacheEntity>(
DEFAULT_CAPACITY);
/**
* 将key-value 保存到本地缓存并制定该缓存的过期时间
*
* @param key
* @param value
* @param expireTime 过期时间，如果是-1 则表示永不过期
* @return
*/
public boolean putValue(String key, Object value, int expireTime) {
return putCloneValue(key, value, expireTime);
}
/**
* 将值通过序列化clone 处理后保存到缓存中，可以解决值引用的问题
*
* @param key
* @param value
* @param expireTime
* @return
*/
private boolean putCloneValue(String key, Object value, int expireTime) {
try {
if (cache.size() >= MAX_CAPACITY) {
return false;
}
// 序列化赋值
CacheEntity entityClone = clone(new CacheEntity(value, System.nanoTime(), expireTime));
cache.put(key, entityClone);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return false;
}
/**
*
* 序列化克隆处理
* @param object
* @return
*/
private <T extends Serializable> T clone(T object) {
T cloneObject = null;
try {
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(object);
oos.close();
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
cloneObject = (T) ois.readObject();
ois.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return cloneObject;
}
/**
*从本地缓存中获取key对应的值，如果该值不存则则返回null
*
* @param key
* @return
*/
public Object getValue(String key) {
return cache.get(key).getValue();
}
/**
* 清空所有
*/
public void clear() {
cache.clear();
}
/**
* 过期处理线程
*
* @author Lenovo
* @version $Id: LocalCache.java, v 0.1 2014年9月6日下午1:34:23 Lenovo Exp $
*/
static class TimeoutTimerThread implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
try {
System.out.println("Cache monitor");
TimeUnit.SECONDS.sleep(MONITOR_DURATION);
checkTime();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 过期缓存的具体处理方法
* @throws Exception
*/
private void checkTime() throws Exception {
//"开始处理过期 ";
for (String key : cache.keySet()) {
CacheEntity tce = cache.get(key);
long timoutTime = TimeUnit.NANOSECONDS.toSeconds(System.nanoTime()
- tce.getGmtModify());
//" 过期时间 : "+timoutTime);
if (tce.getExpire() > timoutTime) {
continue;
}
System.out.println(" 清除过期缓存： " + key);
//清除过期缓存和删除对应的缓存队列
cache.remove(key);
}
}
}
}

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