基于Java实现本地缓存，缓存过期删除和LRU缓存淘汰

我们结合平常使用的Redis来想下，自己实现本地缓存需要考虑哪些因素呢，我这里总结了三点：

数据存储，基于Java实现的话我首先想到的是key-value结构的集合，如HashMap，并发环境下的话使用ConcurrentHashMap、随着访问顺序元素位置会变化的LinkedHashMap
缓存过期删除策略，参考Redis的定期删除和惰性删除
缓存淘汰策略，有先进先出、最少使用、最近最少使用（LRU）、随机等策略。

由以上可知，

要实现缓存过期删除的话，需要记录元素的生效时间，可以实现一个监控线程或用ScheduledExecutorService实现延迟删除。
缓存淘汰策略采用最近最少使用（LRU）的话，需要维护一个元素的使用队列

实现方式需要涉及的Java类有两种方式：

ReentrantLock+ConcurrentHashMap + ConcurrentLinkedQueue
ReentrantLock+ LinkedHashMap（本文以这种方式实现）

详细实现代码见下，

public class LocalCache {//默认的缓存容量private static int DEFAULT_CAPACITY = 16;//最大容量private static int MAX_CAPACITY = 64;private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();private static Map<String, CacheData> linkedHashMap = new LinkedHashMap<String, CacheData>(DEFAULT_CAPACITY, 0.75f, true) {@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {//缓存淘汰return MAX_CAPACITY < linkedHashMap.size();}};private ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();public void put(String key, String value, long expire) {lock.lock();try {CacheData data = new CacheData();data.setKey(key);data.setValue(value);data.setExpireTime(expire + System.currentTimeMillis());linkedHashMap.put(key, data);if (expire > 0) {removeAfterExpireTime(key, expire);}} finally {lock.unlock();}}/*** 过期删除*/public CacheData get(String key) {lock.lock();try {return linkedHashMap.getOrDefault(key, new CacheData());} finally {lock.unlock();}}private void removeAfterExpireTime(String key, long expireTime) {scheduledExecutorService.schedule(() -> {System.out.println("过期后清除该键值对");linkedHashMap.remove(key);}, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);}private LocalCache () {}private static class CacheLocal {private static LocalCache cache = new LocalCache ();}public static LocalCache getInstance() {return CacheLocal.cache;}private class CacheData {private String key;private String value;/*** 存活时间*/private long expireTime;private String getValue() {return value;}private void setValue(String value) {this.value = value;}public String getKey() {return key;}public void setKey(String key) {this.key = key;}public long getExpireTime() {return expireTime;}public void setExpireTime(long expireTime) {this.expireTime = expireTime;}}
}

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