Caffeine Cache~高性能 Java 本地缓存之王

简介: Caffeine Cache~高性能 Java 本地缓存之王

为什么要用Caffeine缓存:

  1. 高性能:Caffeine 提供了极快的读取和写入性能,特别是在高并发场景下表现出色。
  2. API设计:它的API设计受到了Google Guava缓存的启发,并在此基础上进行改进与优化。
  3. 回收策略:Caffeine 支持基于大小的回收策略、基于时间的回收策略以及基于引用的回收策略,这些策略可以帮助用户根据不同的应用场景选择最合适的缓存淘汰方法。
  4. 异步加载与刷新:Caffeine 支持异步地自动加载实体到缓存中,并在访问过时元素时进行异步刷新,这有助于提升缓存的响应速度和数据的时效性。
  5. 窗口TinyLFU算法:Caffeine 采用基于窗口的TinyLFU驱逐策略,确保最常访问的数据始终保持在缓存中,从而提高缓存命中率。
  6. 易于集成:Caffeine 可以很容易地集成到Spring Boot等现代Java框架中,使其成为构建高性能应用程序的理想选择。

综上所述,Caffeine 以其卓越的性能、灵活的API设计和高效的缓存管理策略,在Java本地缓存领域中占据了重要的位置。无论是对于需要快速数据访问的应用程序,还是对缓存性能有极高要求的场景,Caffeine都是一个值得考虑的选择。

Caffeine Cache为什么性能好

Caffeine Cache 的高性能主要得益于以下几个方面:

1. **W-TinyLFU算法**:Caffeine采用了一种称为W-TinyLFU的缓存淘汰策略,这是对传统LFU(最不经常使用)算法的改进。它通过维护一个窗口大小的最近使用列表来记录键的使用频率,这有助于提高缓存命中率。

2. **异步操作**:Caffeine支持异步的加载和刷新操作,这意味着即使在处理高并发请求时,它也能够在不影响主线程的情况下执行这些操作,从而提高整体性能。

3. **高性能读写**:Caffeine针对Java 8进行了优化,提供了高效的读写操作,这使得它在现代Java应用程序中表现出色。

4. **现代化设计**:相比于其他老牌缓存库如Guava或Ehcache,Caffeine在设计上更为现代化,它的接口和实现都针对最新的编程实践进行了优化,这也是其在性能上优于其他缓存库的原因之一。

5. **优秀的淘汰策略**:除了W-TinyLFU之外,Caffeine还提供了基于大小、时间以及引用的回收策略,这些策略可以根据不同的应用场景进行灵活配置,以实现最佳的缓存效果。

6. **保新机制**:Caffeine还引入了保新机制,确保新加入的缓存项不会被立即淘汰,从而保持了缓存的新鲜度。

7. **统计频率算法**:为了高效地统计key的使用频率同时节省空间,Caffeine采用了Count-Min Sketch算法,这是一种概率数据结构,用于高效地处理大量数据的统计问题。

Caffeine 是一个高性能的 Java 缓存库,它提供了多种缓存策略和配置选项。以下是 Caffeine Cache 的基本用法:

java Caffeine Cache 代码案例

1. 添加依赖

在 Maven 项目中,添加以下依赖:

<dependency>
    <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
    <artifactId>caffeine</artifactId>
    <version>2.9.2</version>
</dependency>

2. 创建缓存

使用 `Caffeine` 类创建一个缓存实例:


import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;


public class CaffeineCacheExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个基于大小的缓存,最大容量为 100
        Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
                .maximumSize(100)
                .build();
    }
}

3. 缓存操作

使用 `get`、`put` 和 `invalidate` 方法进行缓存操作:


import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;


public class CaffeineCacheExample {
    public static void main(String[] args) {
        Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
                .maximumSize(100)
                .build();


        // 存入缓存
        cache.put("key", "value");


        // 获取缓存
        String value = cache.getIfPresent("key");
        System.out.println("Value: " + value);


        // 删除缓存
        cache.invalidate("key");
    }
}

4. 自定义缓存策略

Caffeine 支持多种缓存策略,例如基于时间的过期策略、基于引用的回收策略等。以下是一个使用基于时间的过期策略的例子:


import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;


import java.util.concurrent.TimeUnit;


public class CaffeineCacheExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个基于时间的过期策略,缓存项在 5 分钟后过期
        Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
                .expireAfterWrite(5, TimeUnit.MINUTES)
                .build();
    }
}
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