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Spring Boot 集成 本地缓存Guava框架

Tom哥 微观技术 2022-11-10

Spring Boot 作为主流微服务框架,拥有成熟的社区生态。市场应用广泛,为了方便大家,整理了一个基于spring boot的常用中间件快速集成入门系列手册,涉及RPC、缓存、消息队列、分库分表、注册中心、分布式配置等常用开源组件,大概有几十篇文章,陆续会开放出来,感兴趣同学请提前关注&收藏

本地缓存一般位于应用服务器的部署机器上,使用应用服务器本身的少量内存。它是应用层获取数据的第一道缓存,应用层获取数据时先访问本地缓存,如果未命中,再通过远程从 L1 缓存层获取,最终获取到的数据再预热到本地缓存中。

相比远程缓存,本地缓存离应用和用户设备更近,性能会更好。今天,我们主要介绍一款非常流行的本地缓存框架 —— Guava缓存

什么是 Guava

Guava 是 Google 开发的一款java 开源框架。提供了一些 JDK 没有提供的功能,以及对 JDK 已有功能的增强功能。

包括:集合(Collections)、缓存(Caching)、原生类型支持(Primitives Support)、并发库(Concurrency Libraries)、通用注解(Common Annotation)、字符串处理(Strings Processing)、数学计算(Math)、I/O、事件总线(EventBus)等等。

项目集成

在 pom.xml 文件引入相应的二方包依赖

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>23.0</version>
</dependency>

初始化本地缓存类实例,并设置各种参数,满足个性化业务场景需求。

public class LocalCacheService {
    // 缓存接口这里是LoadingCache,LoadingCache在缓存项不存在时可以自动加载缓存
    public static LoadingCache<Long, User> userCache
            = CacheBuilder.newBuilder()
            .concurrencyLevel(8)
            .expireAfterWrite(5, TimeUnit.SECONDS)
            .expireAfterAccess(20, TimeUnit.SECONDS)
            .refreshAfterWrite(3, TimeUnit.SECONDS)
            .initialCapacity(5)
            .maximumSize(10)
            .recordStats()
            .removalListener(new RemovalListener<Object, Object>() {
                @Override
                public void onRemoval(RemovalNotification<Object, Object> notification) {
                    System.out.println(notification.getKey() + " 被移除了,原因: " + notification.getCause());
                }
            })
            .build(
                    new CacheLoader<Long, User>() {
                        @Override
                        public User load(Long id) throws Exception {
                            System.out.println("缓存未命中,从数据库加载,用户id:" + id);
                            return User.builder().id(id).userName("Lily").age(new Random().nextInt(20)).build();
                        }
                    }
            );

}

参数解释:

  • expireAfterWrite  指定key在一定时间内没有创建/覆盖时,会移除该key,下次取的时候从loading中取
  • expireAfterAccess 指定key在一定时间内没有读写,会移除该key,下次取的时候从loading中取
  • refreshAfterWrite 指定key在一定时间内没有创建/覆盖时,则指定时间过后,再次访问时,会去刷新该缓存,在新值没有到来之前,始终返回旧值

主要区别:指定时间后,expire是remove该key,下次访问时同步去获取返回新值。而refresh则是指定时间后,不会remove该key,下次访问会触发刷新,新值没有拿到前返回旧值

  • concurrencyLevel(8)  设置并发级别为8,并发级别是指可以同时写缓存的线程数
  • initialCapacity(5)  缓存容器的初始容量为5
  • maximumSize(10)  缓存最大容量为 10,超过之后就会按照LRU 移除缓存项
  • recordStats()  统计缓存的命中率,线上环境一般不需要
  • removalListener(new RemovalListener<Object, Object>()  设置缓存的移除通知
  • build()  指定CacheLoader,在缓存不存在时通过CacheLoader的实现自动加载缓存

构造LoadingCache对象,里面提供了很多方法来操作缓存,比如 getIfPresentputinvalidate等,详细可以参考下图:

Guava 缓存失效的方法:

  • invalidate(key):废弃缓存中 key对应的 value值。
  • invalidateAll():废弃缓存中所有的value值。
  • invalidateAll(Iterable<?> keys):废弃传入key集合对应的所有缓存中的value值。

CacheStats 支持的监控统计维度:

  • requestCount():返回Cache的lookup方法查找缓存的次数,不论查找的值是否被缓存。
  • hitCount():返回Cache的lookup方法命中缓存的次数。
  • hitRate():返回缓存请求的命中率,命中次数除以请求次数。
  • missCount():返回缓存请求的未命中的次数。
  • missRate():返回缓存请求未命中的比率,未命中次数除以请求次数。
  • loadCount():返回缓存调用load方法加载新值的次数。
  • loadSuccessCount():返回缓存加载新值的成功次数。
  • loadExceptionCount():返回缓存加载新值出现异常的次数。
  • loadExceptionRate():返回缓存加载新值出现异常的比率。
  • totalLoadTime():返回缓存加载新值所耗费的总时间。
  • averageLoadPenalty():缓存加载新值耗费的平均时间,加载的总时间除以加载的次数。
  • evictionCount():返回缓存中条目被移除的次数。
  • minus(CacheStats other):返回一个新的表示当前CacheStats与传入CacheStats之间差异的CacheStats实例。
  • plus(CacheStats other):返回一个新的表示当前CacheStats与传入CacheStats之间总计的CacheStats实例。

代码地址

https://github.com/aalansehaiyang/spring-boot-bulking  

模块:spring-boot-bulking-guava


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