java使用軟引用實現緩存機制示例

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正文

“讀多寫少”是大部分項目的一個特點。例如“購物”，總是看的人多（讀）、買的人少（寫）。因此，如果能減少“讀”請求的次數，就能減少服務端的壓力。最直接的減少“讀”請求次數的方法就是使用緩存。

軟引用和強引用

對於同一個讀請求，隻需要在第一次訪問時從數據庫中查詢數據，並將查詢到的數據保存到緩存中，之後的查詢請求就可以直接在緩存中獲取，從而減少對數據庫的訪問次數。

這種情況我們生活種經常會看到，比如訪問某app某商品，第一次進去會加載一會會，後面繼續點擊是直接出現。

根據目前所學知識，我們可以使用 HashMap 在內存級別實現緩存功能。

例如，可以使用一個 HashMap 對象保存客戶端第一次請求的結果，之後，當客戶端再次發起讀請求時，就從 HashMap 對象中遍歷查詢，如果 HashMap 中已經保存過客戶要查詢的數據，就直接返回，否則再向數據庫發起查詢請求，並將查詢結果保存到 HashMap 中。

這種緩存的設計思路十分簡單，但也存在一個問題：HashMap 中緩存的數據何時被清空？

內存容量是有限制的，如果永無止盡的向 HashMap 緩存數據，顯然會對內存容量帶來壓力。一種解決方案就是使用 JVM 提供的軟引用，實現對 HashMap 中緩存數據的淘汰策略。

開發中最常使用的是強引用，例如 Goods goods = new Goods() 就創建瞭一個強引用對象“goods”。隻要強引用的作用域沒有結束，或者沒有被開發者手工設置為 null，那麼強引用對象會始終存在於 JVM 內存中。

而 JVM 提供的軟引用就比較靈活：當 JVM 的內存足夠時，GC 對待軟引用和強引用的方式是一樣的；但當 JVM 的內存不足時，GC 就會去主動回收軟引用對象。

可見，非常適合將緩存的對象存放在軟引用中。軟引用需要借助 JDK 提供的 java.lang.ref.SoftReference 類來實現。

項目

使用idea創建一個maven項目

結構如下

首先對Good實體類進行編寫。

要求，goods有屬性id，name並書寫他的getset方法，以及有參無參構造器。

這裡代碼省略。

然後我們在goodbase裡面編寫代碼，模擬一個數據庫

裡面主要有hashmap，並且通過get方法，得到該hashmap

public class GoodsBase {
    private static Map<String, Goods> base = new HashMap<>();
    public static Map<String, Goods> getBase() {
        return base;
    }
}

然後書寫goodscache緩存類

這裡我們需要接觸一個新關鍵字volatile

  • 使用volatile關鍵字會強制將修改的值立即寫入主存；
  • 使用volatile關鍵字的話，當主線程修改時，會導致RunThread的工作內存中isRunning變量的緩存值變得無效。
  • 由於RunThread的工作內存中緩存變量isRunning緩存無效，所以會再次從主存中讀取isRunning變量值。

在map裡面通過泛型把緩存對象存儲在軟引用裡面（map裡面）

代碼如下：

public class GoodsCache {
    private volatile static GoodsCache goodsCache;
    public GoodsCache(){
        this.cache = new HashMap<>();
    }
    public static GoodsCache getGoodsCache() {
        if(goodsCache == null) {
            synchronized (GoodsCache.class){
                if(goodsCache == null){
                    goodsCache = new GoodsCache();
                }
            }
        }
        return goodsCache;
    }
    // 將緩存對象存儲在軟引用中
    private Map<String, SoftReference<Goods>> cache;
    // 根據id存儲緩存Goods對象
    public void setCache(Goods goods) {
        cache.put(goods.getId(), new SoftReference<Goods>(goods));
        System.out.println("添加數據到緩存成功");
    }
    // 根據id從緩存中獲取對象
    public Goods getCache(String id) {
        // 根據id，獲取緩存對象的軟引用
        SoftReference<Goods> softRef = cache.get(id);
        return softRef == null ? null : softRef.get();
    }
    public void delCache(String id) {
        cache.remove(id);
        System.out.println("從緩存刪除數據成功");
    }
}

goodsservice模擬數據庫增刪改查

接下來我們書寫goodsservice代碼，來模擬數據庫增刪改查，不過我們是通過id來進行

public class GoodsService {
    GoodsCache goodsCache = GoodsCache.getGoodsCache();
    public Goods getById(String id){
        if(goodsCache.getCache(id) == null){
            Goods goods = GoodsBase.getBase().get(id);
            goodsCache.setCache(goods);
            System.out.println("從數據庫讀取數據");
            System.out.println(goods.getName());
            return goods;
        }
        System.out.println(goodsCache.getCache(id).getName());
        return goodsCache.getCache(id);
    }
    public void add(Goods goods){
        goodsCache.setCache(goods);
        GoodsBase.getBase().put(goods.getId(), goods);
        System.out.println("添加數據到數據庫");
    }
    public void deleteById(String id){
        if(goodsCache.getCache(id) != null){
            goodsCache.delCache(id);
        }
        GoodsBase.getBase().remove(id);
    }
}

最後我們書寫test文件

運行結果

可以看到第二次運行 goodsService.getById("1"); 是從緩存中直接讀取的數據，也可以看出，其實用軟引用實現緩存機制，讀取的對象是同一個對象。

以上就是java使用軟引用實現緩存機制示例的詳細內容，更多關於java軟引用緩存機制的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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