缓存是编程中一种常见的技术,通过存储昂贵的计算或 IO 结果来快速查找,从而提高性能。在本篇文章中,我们将了解 Go 的接口如何帮助构建灵活、可扩展的缓存。
定义缓存接口
首先,让我们定义一个接口,指定缓存功能:
type Cache interface { Get(key string) interface{} Set(key string, value interface{}) }
缓存接口有两个方法:Get
用于按键查找缓存值,Set
用于存储键值对。
通过定义接口,我们将缓存的使用与特定的实现分离开来。任何实现了这些方法的缓存库都满足接口的要求。
简单的内存缓存
让我们实现一个符合接口的简单内存缓存:
type InMemoryCache struct { m sync.Mutex store map[string]interface{} } func NewMemoryCache() *InMemoryCache { return &InMemoryCache{ m: sync.Mutex{}, store: make(map[string]interface{}), } } func (c *InMemoryCache) Get(key string) interface{} { return c.store[key] } func (c *InMemoryCache) Set(key string, value interface{}) { c.m.Lock() defer c.m.Unlock() c.store[key] = value }
InMemoryCache
使用 map 在内存中存储条目,并且使用 sync.Mutex 来避免并发写的发生。它实现了 Get
和 Set
方法来管理映射中的条目。
使用缓存
现在我们可以轻松使用缓存了:
mc := NewMemoryCache() mc.Set("hello", "world") mc.Get("hello") // world
通过该接口,我们可以调用 Set
和 Get
,而不必担心实现问题。
其他缓存实现
现在,假设我们想使用 Redis
而不是内存缓存。我们可以创建一个实现相同接口的 RedisCache
:
type RedisCache struct { client *redis.Client } func NewRedisCache() *RedisCache { c := &RedisCache{client: redis.NewClient(&redis.Options{ Addr: "localhost:6379", })} return c } func (c *RedisCache) Get(key string) interface{} { ctx := context.Background() return c.client.Get(ctx, key) } func (c *RedisCache) Set(key string, value interface{}) { ctx := context.Background() c.client.Set(ctx, key, value, -1) }
使用方式:
rc := NewRedisCache() rc.Set("hello", "world") rc.Get("hello") // world
客户端代码保持不变。这就体现了接口的灵活性。
基于接口的缓存的好处
- 解耦 - 客户端代码无需与特定的缓存库相耦合。
- 可维护性--无需修改客户端代码即可更改缓存实现。
- 可测试性--可对缓存进行存根测试或模拟测试。
- 可重用性--通用缓存接口允许编写可重用的缓存逻辑。
加料
这里我们看到上面的代码,有两个缓存器,也都实现了 Set
和 Get
方法,但是我们初始化的时候是初始化一个真正的对象:InMemoryCache
和 RedisCache
。实际上我们可以定义一个 cache
接口:
type cache interface { Set(key string, value interface{}) Get(key string) interface{} } func DefaultCache() cache { return NewMemoryCache() } func NewCache(tp string) (cache, error) { switch tp { case "redis": return NewRedisCache(), nil default: return DefaultCache(), nil } return nil, errors.New("can not found target cache") }
这样当我们又有其他缓存器需求时,我们实际上无需再更改客户端的代码,只需要增加 cache
的实现即可。这样改造之后,我们的客户端调用就可以变成这样:
func main() { c, err := NewCache("") if err != nil { log.Fatalln(err) } c.Set("hello", "world") c.Get("hello") }
我们使用的对象并不是真正的缓存器对象,而是 cache
接口,而 InMemoryCache
和 RedisCache
都实现了 cache
接口,所以我们调用 Set
和 Get
方法的时候,实际上是对应到缓存器真正的实现。
最后
Go 中的接口有助于构建灵活的库和应用程序。定义简单的接口使代码更整洁:
- 模块化 - 可以插入不同的实现。
- 可扩展 - 可以不间断地添加新的实现。
- 可维护 - 组件可以互换,便于维护。
- 可测试 - 可对组件单独的单元测试。
通过以最小的开销提供强大的抽象,接口在 Golang 中对于创建松散耦合和可扩展的系统非常重要。