在实际项目中，我们经常会需要使用到缓存。一般来说，缓存介质是内存；而常见的DB将数据存储在硬盘中的；缓存读取是电脉冲，而硬盘读取是机械地读取转动的硬盘，速度差异是上百倍的。所以往往可以通过缓存，对经常用到的数据进行访问，以提高速度。

创建缓存实际上就是针对两个对象，1. Cache对象，即一个缓存对象；2. CacheManager对象，即一个管理不同缓存的对象，其核心实际上就是一个Map，用来保存与获取不同缓存。

最简单的缓存 实现如下：

/*** 项目名称：

* 文件说明：创建一个缓存管理器 刘晨曦

* 主要特点：

* 版本号：1.0

* 创建时间：2013-12-3

**/

packageNBOffer;importjava.util.HashMap;public classCacheManager {static HashMap cacheMap=new HashMap();public staticCache getCache(String id)

{returncacheMap.get(id);

}public static voidputCache(Cache cache)

{

cacheMap.put(cache.id, cache);

}public static voidmain(String[] args) {

Cache cache1=new Cache("1","A1");

Cache cache2=new Cache("2","A2");

CacheManager.putCache(cache1);

CacheManager.putCache(cache2);

CacheManager.getCache("1").showInfo();

}

}classCache

{

String id;//相当于主键

Object val;publicCache(String id)

{new Cache(id,null);

}publicCache(String id,Object val)

{this.id=id;this.val=val;

}public voidsetValue(Object val)

{this.val=val;

}public voidshowInfo()

{

System.out.println("Cache的ID是: "+id+" Cache的值是: "+val);

}

}

问题1： 哪一步能够体现出缓存相对于直接读取库的优点？

实际上是getCache()方法，是从HashMap中读取，也就是从JVM中读取，处于内存中。

问题2： 缓存若未能命中，岂不是返回空的Cache了？

是的，所以我们需要对getCache进行改进，未能命中说明缓存里面没有，需要从数据库里面取数。

/*** 项目名称：

* 文件说明：创建一个缓存管理器 刘晨曦

* 主要特点：

* 版本号：1.0

* 创建时间：2013-12-3

**/

packageNBOffer;importjava.util.HashMap;public classCacheManager {static HashMap cacheMap=new HashMap();public staticCache getCache(String id)

{if(cacheMap.get(id)==null)

{

Object val=getFromDB(id);

cacheMap.put(id,newCache(id,val));

}returncacheMap.get(id);

}public static voidputCache(Cache cache)

{

cacheMap.put(cache.id, cache);

}public staticObject getFromDB(String id)

{

System.out.println("缓慢地从内存中读取id="+id+"对应的数据。。。");return new String("value"+id);

}public static voidmain(String[] args) {

Cache cache1=new Cache("1","value1");

Cache cache2=new Cache("2","value2");

CacheManager.putCache(cache1);

CacheManager.putCache(cache2);

CacheManager.getCache("3").showInfo();

}

}classCache

{

String id;//相当于主键

Object val;publicCache(String id)

{new Cache(id,null);

}publicCache(String id,Object val)

{this.id=id;this.val=val;

}public voidsetValue(Object val)

{this.val=val;

}public voidshowInfo()

{

System.out.println("Cache的ID是: "+id+" Cache的值是: "+val);

}

}

问题3：如果我想定时一段时间刷新缓存，比如，每隔15min刷新一次所有缓存，那我应该怎么办？

为了方便观察，我们设置为每间隔1s刷新一次。

/*** 项目名称：

* 文件说明：创建一个缓存管理器 刘晨曦

* 主要特点：

* 版本号：1.0

* 创建时间：2013-12-3

**/

packageNBOffer;importjava.util.HashMap;importjava.util.Iterator;importjava.util.Set;public classCacheManager {static HashMap cacheMap=new HashMap();public staticCache getCache(String id)

{if(cacheMap.get(id)==null)

{

Object val=getFromDB(id);

cacheMap.put(id,newCache(id,val));

}returncacheMap.get(id);

}public static voidputCache(Cache cache)

{

cacheMap.put(cache.id, cache);

}public staticObject getFromDB(String id)

{

System.out.println("缓慢地从内存中读取id="+id+"对应的数据。。。");return new String("value"+id);

}public static voidrefreshCaches()

{

System.out.println("刷新缓存。。。");

Set keySet=cacheMap.keySet();

Iterator it=keySet.iterator();while(it.hasNext())

{

String id=(String) it.next();

Object val=getFromDB(id);

cacheMap.put(id,newCache(id,val));

}

}public static voidmain(String[] args) {

Cache cache1=new Cache("1","value1");

Cache cache2=new Cache("2","value2");

CacheManager.putCache(cache1);

CacheManager.putCache(cache2);

CacheManager.getCache("3").showInfo();

Thread refreshTD=newThread()

{public voidrun()

{while(true)

{

refreshCaches();try{

Thread.sleep(1000);//每一秒刷新一次

} catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

};

refreshTD.start();

}

}classCache

{

String id;//相当于主键

Object val;publicCache(String id)

{new Cache(id,null);

}publicCache(String id,Object val)

{this.id=id;this.val=val;

}public voidsetValue(Object val)

{this.val=val;

}public voidshowInfo()

{

System.out.println("Cache的ID是: "+id+" Cache的值是: "+val);

}

}

问题4：上面你说的缓存是存在问题的，因为每次你都是统一刷新，有的数据刚刚在14min59s的时候上传的，你就得让它在1s后刷新吗？另外，有的数据变化的很快，不能15min刷新的，而是需要没1min刷新一次，你这样做真的好吗？还有，有的数据在这15min中之内都不会用到，还有必要刷新吗？

上述三个问题的确需要改进，那么我可以针对不同的缓存，并且在自由需要(发送请求+缓存不存在/失效)的时候才进行刷新，再进行优化。代码如下：

/*** 项目名称：

* 文件说明：创建一个缓存管理器 lcx

* 主要特点：

* 版本号：1.0

* 创建时间：2013-12-3

**/

packageNBOffer;importjava.util.Date;importjava.util.HashMap;public classCacheManager {static HashMap cacheMap=new HashMap();public staticCache getCache(String id)

{//对于不存在或者失效的缓存统一处理

if(cacheMap.get(id)==null||!cacheMap.get(id).isValid())

{

Object val=getFromDB(id);

Cache cache=newCache(id,val);

cache.latest=newDate();

cacheMap.put(id, cache);

}returncacheMap.get(id);

}public static voidputCache(Cache cache)

{

cache.latest=newDate();

cacheMap.put(cache.id, cache);

}public staticObject getFromDB(String id)

{

System.out.println("缓慢地从内存中读取id="+id+"对应的数据。。。");return new String("value"+id);

}public static voidmain(String[] args) {

Cache cache1=new Cache("1","value1");

Cache cache2=new Cache("2","value2");

cache2.invalidTime=5000;//设置失效视角是5s

CacheManager.putCache(cache1);

CacheManager.putCache(cache2);try{

Thread.sleep(6000);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

CacheManager.getCache("1");

CacheManager.getCache("2");

}

}classCache

{

String id;//相当于主键

Object val;

Date latest;//最近刷新时间

long invalidTime=10000;//默认失效时间10s

publicCache(String id)

{new Cache(id,null);

}publicCache(String id,Object val)

{this.id=id;this.val=val;

}public voidsetValue(Object val)

{this.val=val;

}/*** 判断现在缓存是否有效

*@return

*/

public booleanisValid()

{return (new Date()).getTime()-latest.getTime()

}public voidshowInfo()

{

System.out.println("Cache的ID是: "+id+" Cache的值是: "+val);

}

}

问题5：既然都做到这个份上了，那么关于缓存的几个名词都得说说了。

缓存命中率：缓存命中率=从缓存中读数/(缓存读数+磁盘读数)。

缓存失效：缓存超过了失效时间。过期了(也可能有其他原因)。

缓存穿透：对于并不存在的数据，每次都会想DB发送请求，对DB的危害非常大。

缓存雪崩：对于某个失效的缓存在短时间内大量访问，可能造成DB宕机。

缓存算法：LRU、LFU、LIFO