Guava缓存器源码分析——数据查询

Guava缓存器的数据查询函数调用：

    get(K) ——

           localCache.getOrLoad(key) —— 

                   get(key, defaultLoader)（如果创建的为Cache缓存，defaultLoader设为null）

具体步骤：

1、计算key的哈希值。

      LocalCache会使用分段锁来保护不同段的数据，在查询或插入元素时，需要通过哈希算法定位到Segment， LocalCache 会使用变种Hash算法Wang/Jenkins 对元素的hashCode进行一次再哈希 :

　static int rehash(int h)  {

        h += (h << 15) ^ 0xffffcd7d;

        h ^= (h >>> 10);

        h += (h << 3);

        h ^= (h >>> 6);

        h += (h << 2) + (h << 14);

        return h ^ (h >>> 16);

    }

　　再哈希的目的是为了减少哈希冲突，使元素能够比较均匀的分布在不同的Segment上，从而提高缓存器的存取效率。如果哈希的质量太差，元素集中哈希到少数Segment中，不仅存取元素缓慢，分段锁也会失去意义。

2、通过哈希值，获取数据段。

     segments[(hash >>> segmentShift) & segmentMask]

      下面分析下初始化segmentShift、segmentMask及segments的代码：

             //缓存器支持的最大段数MAX_SEGMENTS 为1 << 16，如果在builder中没有设置concurrencyLevel的大小，默认为4。

             concurrencyLevel = Math.min(builder.getConcurrencyLevel(), MAX_SEGMENTS);

             //一般计算出一个大于或等于concurrencyLevel的最小的2的N次方值来作为segments数组的长度，如果设置了maxWeight，segmentCount 还需满足segmentCount  * 20 <= maxWeight ，此时假设每个段平均哈希到20个元素，再少就不继续增加段了：

             int segmentShift = 0;

             int segmentCount = 1;

             while (segmentCount < concurrencyLevel

                   && (!evictsBySize() || segmentCount * 20 <= maxWeight)) {

                   ++segmentShift;

                   segmentCount <<= 1;

             }

             this.segmentShift = 32 - segmentShift;

             segmentMask = segmentCount - 1;

             this.segments = newSegmentArray(segmentCount);

     假如concurrencyLevel等于14或15， segmentCount 等于16，则缓存器里锁的个数也是16。

3、调用数据段的get方法。

     V get(K key, int hash, CacheLoader<? super K, V> loader)

     1）获取键值的引用： ReferenceEntry<K, V> e = getEntry(key, hash)；

           获取值：V value = getLiveValue(e, now);

           其中判断数据是否过期的方法：

            boolean isExpired(ReferenceEntry<K, V> entry, long now) {

                checkNotNull(entry);

                if (expiresAfterAccess()

                    && (now - entry.getAccessTime() >= expireAfterAccessNanos)) {

                      return true;

                }

                if (expiresAfterWrite()

                    && (now - entry.getWriteTime() >= expireAfterWriteNanos)) {

                  return true;

                }

                return false;

          }

          如果获取的值不为空，则需要将此次访问加入到访问队列（Queue<ReferenceEntry<K, V>>）中，当缓存器满时，用来选择需要清出的数据，同时记录命中信息。

          如果获取的值正在加载（valueReference.isLoading()），则需等待其加载完后返回。

     2）键值引用为空，则需要加载。

          lockedGetOrLoad(key, hash, loader)；

          数据的加载过程会上ReentrantLock锁（Segment继承至ReentrantLock），同时会重新进行验证：如果缓存值正在加载，则无需进行下一步操作；若果缓存值没在加载，且缓存值已存在于缓存且没有过期，则返回该值；验证完才开始同步加载。

  

     Guava缓存器将缓存数据分为一个个段，每个段中的数据实际存放在volatile AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> table中， ReferenceEntry接口中定义了许多与键值相关的函数，比如获取访问时间、写时间、键、值等， Guava缓存器在数据查询时，考虑得很全面，以后遇到多线程环境下数据读写的问题，可以借鉴这里面的思想。