java使用Map缓存

缓存

什么是缓存？
平常的开发项目中，多多少少都会使用到缓存，因为一些数据我们没有必要每次查询的时候都去查询到数据库。

缓存的使用场景：
在Java应用中，对于访问频率高，更新少的数据，通常的方案是将这类数据加入缓存中，相对从数据库中读取，读缓存效率会有很大提升。
在集群环境下，常用的分布式缓存有Redis等。但在某些业务场景上，可能不需要去搭建一套复杂的分布式缓存系统，在单机环境下，通常是会希望使用内部的缓存(LocalCache)。

使用map缓存

方案：

基于ConcurrentHashMap实现数据缓存，实现线程安全要求
SoftReference：当内存不够的时候，GC会回收SoftReference所引用的对象

SoftReference是软引用，它保存的对象实例，除非JVM即OutOfMemory，否则不会被GC回收。这个特性使得它特别适合设计对象Cache。对于Cache，我们希望被缓存的对象最好始终常驻内存，但是如果JVM内存吃紧，为了不发生OutOfMemoryError导致系统崩溃，必要的时候也允许JVM回收Cache的内存，待后续合适的时机再把数据重新Load到Cache中。这样可以系统设计得更具弹性。

代码如下：

/*** 使用map做缓存*/
public class MapCache {//定义扫描时间参数private static final int CLEAN_TIME_PARAMETER = 5;private final ConcurrentHashMap<String, SoftReference<CacheObject>> cache = new ConcurrentHashMap<>();/*** 在构造函数中，创建一个守护程序线程，每5秒扫描一次并清理过期的对象。*/public MapCache(){Thread cleanerThread = new Thread(()->{//获取线程中断状态while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {try {Thread.sleep(CLEAN_TIME_PARAMETER * 1000);cache.entrySet().removeIf(entry ->Optional.ofNullable(entry.getValue()).map(SoftReference::get).map(CacheObject::isExpired).orElse(false));} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}}});cleanerThread.setDaemon(true);cleanerThread.start();}public void add(String key, Object value, long periodInMillis) {if(key == null){return;}if(value == null){cache.remove(key);}else {long expiryTime = System.currentTimeMillis() + periodInMillis;cache.put(key, new SoftReference<>(new CacheObject(value, expiryTime)));}}public void remove(String key) {cache.remove(key);}public Object get(String key) {return Optional.ofNullable(cache.get(key)).map(SoftReference::get).filter(cacheObject -> !cacheObject.isExpired()).map(CacheObject::getValue).orElse(null);}public void clear() {cache.clear();}public long size() {return cache.entrySet().stream().filter(entry -> Optional.ofNullable(entry.getValue()).map(SoftReference::get).map(cacheObject -> !cacheObject.isExpired()).orElse(false)).count();}/*** 缓存对象value*/private static class CacheObject {private Object value;private long expiryTime;private CacheObject(Object value, long expiryTime) {this.value = value;this.expiryTime = expiryTime;}boolean isExpired() {return System.currentTimeMillis() > expiryTime;}public Object getValue() {return value;}public void setValue(Object value) {this.value = value;}}
}

测试类：

public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MapCache mapCache = new MapCache();mapCache.add("10001", "111111", 5 * 1000);mapCache.add("10002", "222222", 5 * 1000);mapCache.add("10003", "333333", 5 * 1000);System.out.println("从缓存中取出值:" + mapCache.get("10001"));Thread.sleep(5000L);System.out.println("5秒钟过后");// 5秒后数据自动清除了System.out.println("从缓存中取出值:" + mapCache.get("10001"));}
}

Optional类

关于Optional类，是jdk1.8引进的新特性，主要解决的问题是臭名昭著的空指针异常（NullPointerException）
参考文章：Optional类的学习，理解，使用