Java 缓存优化1 - 内存缓存

缓存及应用场景

1. 什么是缓存？

• 缓存一般有以下三种：

1. 硬件
2. 客户端缓存
3. 服务端缓存

• 在计算中，缓存是一个高速数据存储层，其中存储了数据子集,且通常是短暂性存储，这样日后再次请求此数据时,速度要比访问数据的主存储位置快。通过缓存，可以高效地重用之前检索或计算的数据。

2. 应用场景

应用场景

• 常见场景

• 高并发查询
• 高并发写入
• 热点数据
• 大对象初始化
  ...

3. 使用缓存的好处

• 提升应用程序性能
• 降低数据库成本
• 减少后端负载
• 可预测的性能
• 消除数据库热点
• 提高读取吞吐量(IOPS)

使用缓存的好处

4. 缓存的常用类型

• 内存缓存（进程内缓存） 性能最好
• 分布式缓存
• 组合缓存（多级缓存）

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缓存的特点与常见问题

1. 缓存的特点

• 设置存活时间(过期策略)
  缓存通常设置有效期，过期后应当失效，常见的过期策略有:定时、定期、惰性失效
• 空间占用有限（淘汰策略)
  缓存占用有空间上限，超过上限需淘汰部分缓存数据，常见的淘汰策略有:FIFO、LRU、LFU
• 支持并发更新
  缓存需要支持并发的读取写入

2. 常见问题 - 缓存穿透

即用户发起查询时，因为要查询的内容不存在缓存中，所以要查询数据库，但是数据库中也不存在该内容。故无法匹配，也无法将该内容存至缓存中，所以导致每次查询都要直接查询数据库的情况。

缓存穿透

3. 常见问题 - 缓存击穿

即某个内容在缓存中刚刚好失效的时候，突然来了很多访问该内容的并发请求，此时所有的请求都将直接访问数据库。

缓存击穿
缓存击穿

4. 常见问题 - 缓存雪崩

大量缓存同时失效，导致大量请求穿过缓存访问到数据库。

缓存雪崩
缓存雪崩

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常用内存缓存实现方式

• Java容器
  基于JDK自带的Map容器类:HashMap、ConcurrentHashMap

• Guava Cache
  Google提供的Java增强工具包Guava的一个模块，社区活跃

• Ehcache
  重量级的内存缓存，支持2级缓存，Hibernate中默认的缓存框架

• Caffeine
  基于Guava API开发的高性能内存缓存，Spring5默认的内存缓存框架

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