• Guava缓存及Guava线程池

    Guava缓存

    Guava缓存是Google Guava库中提供的一种缓存实现，可以帮助我们在应用程序中轻松实现缓存功能。Guava缓存提供了一些高级功能，例如自动加载、过期时间、最大缓存大小、缓存回收等。


    CacheBuilder跟Guava缓存的关系

    CacheBuilder是Guava缓存的构建器，提供了一些方法来配置缓存的行为，例如设置缓存的最大大小、过期时间、缓存回收策略等。通过CacheBuilder，可以创建一个Guava缓存实例。
    即CacheBuilder是Guava缓存的一部分，提供了一种方便的方式来创建和配置Guava缓存实例。


    CacheBuilder类的常用方法

    maximumSize(int size)

    作用：设置缓存的最大容量，当超过这个容量的时候，最近最少使用的条目会被回收。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .maximumSize(100)
        .build();
        

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    maximumWeight(long weight)

    作用：设置缓存的最大重量，当超过这个重量的时候，最近最少使用的条目会被回收。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .maximumWeight(1000)
        .build();
        

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    expireAfterAccess(long duration, TimeUnit unit)

    作用：在指定时间内没有被读/写访问，则回收缓存条目。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .expireAfterAccess(10, TimeUnit.MINUTES)
        .build();
        

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    expireAfterWrite(long duration, TimeUnit unit)

    作用：在指定时间内没有被写访问，则回收缓存条目。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
        .build();
        

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    refreshAfterWrite(long duration, TimeUnit unit)
    作用：设置缓存项在写入一定时间后自动刷新。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .refreshAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
        .build();
        

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    initialCapacity(int capacity)

    作用：设置缓存的初始容量，用于控制缓存的内存分配。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .initialCapacity(100)
        .build();

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    recordStats()

    作用：启用缓存统计信息，可以获取缓存的命中率、平均加载时间等指标。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .recordStats()
        .build();

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    build()

    作用：构建缓存实例。

    
Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .maximumSize(100)
        .build();

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    build方法用于构建一个缓存对象。接受一个CacheLoader对象作为参数，用于定义缓存的加载逻辑。CacheLoader是一个抽象类，需要实现load方法来定义如何加载缓存数据。

    build方法定义：

    public <K, V> Cache<K, V> build(CacheLoader<? super K, V> loader)

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    该方法返回一个Cache对象，该对象可以用于存储和获取缓存数据

    示例代码：

      public void test() {
        // 创建一个Cache对象
        Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                .maximumSize(100) // 设置缓存的最大容量
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) // 设置缓存项的过期时间
                .build(new CacheLoader<String, String>() {
                    @Override
		            public String load(String key) throws Exception {
		                // 在缓存中没有找到对应值时，自动加载该值
		                return "value for " + key;
		            }
                });

        try {
            // 获取缓存数据
            String value = cache.get("key");
            System.out.println(value); // 输出：Value for key

            // 缓存中不存在该数据时，会调用CacheLoader的load方法加载数据
            String value2 = cache.get("key2");
            System.out.println(value2); // 输出：Value for key2
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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    创建了一个最大容量为100，写入后10分钟过期的缓存实例，并使用CacheLoader自动加载缓存值。当缓存中没有找到对应值时，CacheLoader的load方法会被调用，返回对应的值。


    CacheLoader类

    CacheLoader类是Guava缓存库中的一个重要类，用于定义缓存加载的逻辑。

    CacheLoader类的常用方法

    load(K key)

    作用：加载指定键的缓存值。如果缓存中不存在该键的值，则通过该方法加载并返回

    • 当缓存中不存在指定键的值时，会调用该方法。
    • 该方法用于从数据源或其他方式获取缓存的值。

    loadAll(Iterable keys)

    作用：批量加载指定键集合的缓存值。如果缓存中不存在某个键的值，则通过该方法加载

    acheLoader<String, String> cacheLoader = new CacheLoader<String, String>() {
    @Override
    public Map<String, String> loadAll(Iterable<? extends String> keys) throws Exception {
        Map<String, String> values = new HashMap<>();
        for (String key : keys) {
            // 从数据库或其他数据源加载缓存值的逻辑
            values.put(key, "Value for " + key);
        }
        return values;
    }
};

List<String> keys = Arrays.asList("key1", "key2", "key3");
Map<String, String> values = cacheLoader.loadAll(keys);
System.out.println(values); // Output: {key1=Value for key1, key2=Value for key2, key3=Value for key3}

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    reload(K key, V oldValue)

    作用：重新加载指定键的缓存值。该方法在缓存值过期或被移除时调用，用于更新缓存值

    • 当缓存中的键值对需要被刷新或重新加载时，会调用该方法。
    • 该方法在缓存中存在旧值的情况下被调用，用于获取新值并替换旧值。
    • 通常在缓存的刷新策略中使用，例如定时刷新或手动刷新。
    import com.google.common.cache.CacheLoader;
import com.google.common.util.concurrent.ListenableFuture;
import com.google.common.util.concurrent.SettableFuture;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MyCacheLoader<K, V> extends CacheLoader<K, V> {
    private Executor executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    @Override
    public V load(K key) throws Exception {
        // 在这里实现加载缓存的逻辑
        // 返回缓存值
        return null;
    }

    @Override
    public ListenableFuture<V> reload(K key, V oldValue) throws Exception {
        SettableFuture<V> future = SettableFuture.create();

        executor.execute(() -> {
            try {
                // 在这里实现重新加载缓存的逻辑
                // 将重新加载的缓存值设置到future中
                V newValue = null;
                future.set(newValue);
            } catch (Exception e) {
                // 如果重新加载缓存失败，设置异常到future中
                future.setException(e);
            }
        });

        return future;
    }
}

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    创建了一个自定义的CacheLoader类，继承自CacheLoader。在load方法中，你可以实现加载缓存的逻辑，并返回缓存值。

    在reload方法中，使用了ListenableFuture来表示重新加载缓存的异步操作。创建了一个SettableFuture对象，用于保存重新加载的缓存值。然后，使用一个Executor来执行重新加载缓存的逻辑，将重新加载的缓存值设置到future中。如果重新加载缓存失败，我们将异常设置到future中。

    这样，就可以在CacheLoader类中使用reload方法来实现缓存的重新加载操作了。

    完整示例如下：

    import com.google.common.cache.CacheBuilder;
import com.google.common.cache.CacheLoader;
import com.google.common.cache.LoadingCache;
import com.google.common.util.concurrent.ListenableFuture;
import com.google.common.util.concurrent.ListenableFutureTask;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.concurrent.*;


@Service
public class CacheService {

    private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

    private LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .maximumSize(100) // 设置缓存的最大容量
        .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) // 设置缓存项的过期时间
        .build(new CacheLoader<String, String>() {

            //当缓存中不存在指定键的值时，会调用该方法
            @Override
            public String load(String key) throws Exception {
                // 在缓存中没有找到对应值时，自动加载该值
                return "value for " + key;
            }

            //当缓存中的键值对需要被刷新或重新加载时，会调用该方法。
            //该方法在缓存中存在旧值的情况下被调用，用于获取新值并替换旧值。
           @Override
           public ListenableFuture<String> reload(String key, String oldValue) throws Exception {

               ListenableFutureTask<String> futureTask =
                   ListenableFutureTask.create(
                       new Callable<String>() {
                           @Override
                           public String call() throws Exception {
                               return load(key);
                           }
                       }
                       // 也可使用lam表达式
//                       () -> {
//                           return load(key);
//                       }
                       );
               executorService.execute(futureTask);

               return futureTask;
           }

         }
      );

    /**
     * 当调用refresh方法时，Guava缓存框架会异步地刷新缓存中指定键的值。具体来说，它会调用CacheLoader的reload方法来重新加载指定键的值，并将新值存入缓存中。如果reload方法返回null
     * ，则表示该键对应的值不存在，缓存中的该键值对将被删除。
     *
     * 需要注意的是，refresh方法并不会阻塞当前线程，它会立即返回。如果需要等待刷新完成，可以使用CacheLoader的reload方法，或者使用CacheBuilder的refreshAfterWrite
     * 方法来设置缓存的自动刷新策略。
     * @param key
     */
    public void refresh (String key) {
        cache.refresh(key);
    }

    /**
     * ，invalidateAll()方法用于清空缓存中的所有数据。
     *
     * 具体来说，调用invalidateAll()方法会使缓存中的所有数据失效，即下一次访问这些数据时，缓存会重新加载它们。这个方法可以用于在某些情况下需要强制刷新缓存的场景，比如缓存中的数据已经过期或者需要重新加载。
     *
     * 需要注意的是，invalidateAll()
     * 方法并不会立即清空缓存中的所有数据，而是会在后台异步地清空它们。因此，在调用该方法后，如果立即访问缓存中的数据，可能会得到旧的数据。如果需要立即清空缓存中的所有数据，可以调用invalidateAll()
     * 方法后再调用cleanUp()方法，这样可以立即清空缓存中的所有数据。
     */
    public void invalidateAll() {
        cache.invalidateAll();
    }


    public void put(String key,String value) {
        cache.put(key,value);
    }

    /**
     * 功能：根据给定的键获取缓存中对应的值，如果缓存中不存在该键，则返回null。
     * 不会触发缓存加载器（CacheLoader）的加载操作，即不会自动加载缓存中不存在的键对应的值。
     * 适用于只需要判断缓存中是否存在某个键的情况，不需要加载新值的场景。
     *
     *  总结：`getIfPresent`方法只用于获取缓存中已存在的值，不会加载新值。
     * @param key
     * @return
     */
    public String getIfPresent(String key) {
       return cache.getIfPresent(key);
    }

    /**
     * 如果缓存中已经存在该键，则直接返回缓存中的值。
     * 如果缓存中不存在该键，则通过加载器加载新值，并将新值放入缓存中，然后返回新值。
     * 适用于需要加载新值的场景
     *
     * 总结：`get`方法可以获取缓存中已存在的值，也可以加载新值并放入缓存中。
     * @param key
     * @return
     * @throws ExecutionException
     */
    public String get(String key) throws ExecutionException {
        return cache.get(key);
    }

}

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    Guava线程池

    Guava的线程池主要包含以下几个类：

    1. ListeningExecutorService：一个可监听的ExecutorService，可以在任务执行完成时触发回调函数。

    2. MoreExecutors：提供了一些常用的ExecutorService的工厂方法，例如newDirectExecutorService()、newFixedThreadPool()、newCachedThreadPool()等。

    3. ThreadFactoryBuilder：一个用于创建线程工厂的Builder类，可以设置线程名、优先级、是否为守护线程等属性。

    import com.google.common.util.concurrent.*;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.Executors;

public class GuavaThreadPoolDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建线程池
        ListeningExecutorService executorService = MoreExecutors.listeningDecorator(
                Executors.newFixedThreadPool(10, new ThreadFactoryBuilder()
                        .setNameFormat("guava-pool-%d")
                        .setDaemon(true)
                        .build()));

        // 提交任务
        ListenableFuture<String> future = executorService.submit(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // 模拟耗时操作
                Thread.sleep(1000);
                return "Hello, Guava!";
            }
        });

        // 添加回调函数
        Futures.addCallback(future, new FutureCallback<String>() {
            @Override
            public void onSuccess(String result) {
                System.out.println(result);
            }

            @Override
            public void onFailure(Throwable t) {
                t.printStackTrace();
            }
        }, executorService);

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}

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    使用MoreExecutors工厂方法创建了一个固定大小的线程池，然后使用ListeningExecutorService包装它，使其可以监听任务执行完成事件。接着，提交了一个Callable任务，并使用Futures.addCallback方法添加了一个回调函数，当任务执行完成时会自动触发回调函数。最后，关闭了线程池。


    Guava的线程池和Guava缓存的结合示例代码

    import com.google.common.cache.CacheLoader;
import com.google.common.util.concurrent.ListenableFuture;
import com.google.common.util.concurrent.SettableFuture;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MyCacheLoader<K, V> extends CacheLoader<K, V> {
    // 创建线程池
    ListeningExecutorService executorService = MoreExecutors.listeningDecorator(
            Executors.newFixedThreadPool(10, new ThreadFactoryBuilder()
                    .setNameFormat("guava-pool-%d")
                    .setDaemon(true)
                    .build()));

    @Override
    public V load(K key) throws Exception {
        // 在这里实现加载缓存的逻辑
        // 返回缓存值
        return null;
    }

    @Override
    public ListenableFuture<V> reload(K key, V oldValue) throws Exception {
        SettableFuture<V> future = SettableFuture.create();

        executorService.execute(() -> {
            try {
                // 在这里实现重新加载缓存的逻辑
                // 将重新加载的缓存值设置到future中
                V newValue = null;
                future.set(newValue);
            } catch (Exception e) {
                // 如果重新加载缓存失败，设置异常到future中
                future.setException(e);
            }
        });

        return future;
    }
}

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_42594143/article/details/133072222