Construire un système de mise en cache stable et fiable : partage d'expérience dans la conception et la mise en œuvre du mécanisme de mise en cache Java

Création d'un système de mise en cache fiable : partage de conception et d'expérience pratique du mécanisme de mise en cache Java

Introduction :
Dans la plupart des applications, la mise en cache des données est une méthode courante pour améliorer les performances du système. La mise en cache réduit l'accès à la source de données sous-jacente, améliorant ainsi considérablement le temps de réponse des applications. En Java, nous pouvons implémenter le mécanisme de mise en cache de différentes manières. Cet article présentera quelques modèles de conception de mise en cache courants et des expériences pratiques, et fournira des exemples de code spécifiques.

1. Modèle de conception de cache :

1. Mise en cache basée sur la mémoire
   La mise en cache basée sur la mémoire est le modèle de conception de cache le plus courant. Il stocke les données en mémoire pour une récupération rapide lorsque l'application en a besoin, généralement à l'aide d'un HashMap ou d'un ConcurrentHashMap. Voici un exemple simple de cache basé sur la mémoire :

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class InMemoryCache<T> {
    private final Map<String, CacheEntry<T>> cache;
    private final long expirationTime;

    private static class CacheEntry<T> {
        private final T value;
        private final long createTime;

        CacheEntry(T value) {
            this.value = value;
            this.createTime = System.currentTimeMillis();
        }

        boolean isExpired(long expirationTime) {
            return System.currentTimeMillis() - createTime > expirationTime;
        }
    }

    public InMemoryCache(long expirationTime) {
        this.cache = new HashMap<>();
        this.expirationTime = expirationTime;
    }

    public void put(String key, T value) {
        cache.put(key, new CacheEntry<>(value));
    }

    public T get(String key) {
        CacheEntry<T> entry = cache.get(key);
        if (entry != null && !entry.isExpired(expirationTime)) {
            return entry.value;
        } else {
            cache.remove(key);
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        InMemoryCache<String> cache = new InMemoryCache<>(TimeUnit.MINUTES.toMillis(30));
        cache.put("key1", "value1");
        String value = cache.get("key1");
        System.out.println(value);
    }
}

2. Cache basé sur disque
   Le cache basé sur disque stocke les données dans des fichiers disque afin qu'elles puissent être lues lorsque l'application en a besoin. Ce modèle de conception de cache fonctionne bien pour les ensembles de données plus volumineux, mais est plus lent à lire qu'un cache basé sur la mémoire. Voici un exemple simple de cache sur disque :

import java.io.*;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class DiskCache<T> {
    private final Map<String, File> cache;

    public DiskCache() {
        this.cache = new HashMap<>();
    }

    public void put(String key, T value) {
        try {
            File file = new File("cache/" + key + ".bin");
            ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
            outputStream.writeObject(value);
            outputStream.close();
            cache.put(key, file);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public T get(String key) {
        File file = cache.get(key);
        if (file != null && file.exists()) {
            try {
                ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
                T value = (T) inputStream.readObject();
                inputStream.close();
                return value;
            } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        cache.remove(key);
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        DiskCache<String> cache = new DiskCache<>();
        cache.put("key1", "value1");
        String value = cache.get("key1");
        System.out.println(value);
    }
}

2. Expérience pratique de la mise en cache :

1. Sélection de la stratégie de mise en cache
   Lors du choix d'une stratégie de mise en cache, vous devez prendre en compte la taille du cache, le cycle de vie du données et les exigences de l'application Modèles d'accès aux données. Pour les données fréquemment consultées et de petite capacité, vous pouvez choisir la mise en cache basée sur la mémoire ; pour les ensembles de données de plus grande capacité, vous pouvez utiliser la mise en cache basée sur le disque.
2. Nettoyage du cache et traitement de l'expiration
   Afin d'éviter l'expiration des données mises en cache, le nettoyage du cache et le traitement de l'expiration doivent être effectués régulièrement. Vous pouvez définir un délai d'expiration en fonction de la taille et de la capacité du cache, ou utiliser une stratégie d'élimination (telle que celle utilisée le moins récemment) pour le nettoyage des données.
3. Traitement distribué du cache
   Dans un système distribué, la cohérence des données mises en cache doit être prise en compte lorsque plusieurs nœuds partagent des données mises en cache. Vous pouvez utiliser un système de cache distribué (tel que Redis) pour implémenter le traitement distribué du cache et garantir la cohérence des données.

3. Conclusion :
En concevant et en utilisant correctement le mécanisme de mise en cache, les performances et la vitesse de réponse de l'application peuvent être considérablement améliorées. Lors de la création d'un système de cache fiable, choisissez une stratégie de cache appropriée, effectuez régulièrement le nettoyage et l'expiration du cache et tenez compte de la cohérence du cache distribué. Cet article fournit des exemples de code spécifiques de modèles de conception de mise en cache basés sur la mémoire et le disque, dans l'espoir d'aider les lecteurs à créer des systèmes de mise en cache fiables.

Références :

• Javatpoint (2019). Java Cache https://www.javatpoint.com/java-cache
• Baeldung (2021). com/spring-data-redis-cache

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!