构建高效且可伸缩的结果缓存（下）-阿里云开发者社区

构建高效且可伸缩的结果缓存（下）

2022-04-29 121

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简介： 构建高效且可伸缩的结果缓存（下）

一个线程在 sleep，另外两个线程执行到了 FutureTask 的 get 方法。

sleep 的好理解，为什么另外两个线程阻塞在 get 方法上呢？

很简单，因为另外两个线程返回的 future 不是 null，这是由 putIfAbsent 方法的特性决定的：

好了，书中给出的最终方案的代码也解释完了。

但是书里面还留下了两个“坑”：

一个是不支持缓存过期机制。

一个是不支持缓存淘汰机制。

等下再说，先说说我的另一个方案。

还有一个方案

其实我也还有一个方案，拿出来给大家看看：

public class ScoreQueryService2 {
    public static final Map<String, Future<Integer>> SCORE_CACHE = new ConcurrentHashMap<>();
    public Integer query(String userName) throws Exception {
        while (true) {
            Future<Integer> future = SCORE_CACHE.get(userName);
            if (future == null) {
                Callable<Integer> callable = () -> loadFormDB(userName);
                FutureTask futureTask = new FutureTask<>(callable);
                FutureTask<Integer> integerFuture = (FutureTask) SCORE_CACHE.computeIfAbsent(userName, key -> futureTask);
                future = integerFuture;
                integerFuture.run();
            }
            try {
                return future.get();
            } catch (CancellationException e) {
                SCORE_CACHE.remove(userName, future);
            } catch (Exception e) {
                throw e;
            }
        }
    }
    private Integer loadFormDB(String userName) throws InterruptedException {
        System.out.println("开始查询userName=" + userName + "的分数");
        //模拟耗时
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        return ThreadLocalRandom.current().nextInt(380, 420);
    }
}

和书中给出的方案差异点在于用 computeIfAbsent 代替了 putIfAbsent：

V computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction)

computeIfAbsent，首先它也是一个线程安全的方法，这个方法会检查 Map 中的 Key，如果发现 Key 不存在或者对应的值是 null，则调用 Function 来产生一个值，然后将其放入 Map，最后返回这个值；否则的话返回 Map 已经存在的值。

putIfAbsent，如果 Key 不存在或者对应的值是 null，则将 Value 设置进去，然后返回 null；否则只返回 Map 当中对应的值，而不做其他操作。

所以这二者的区别之一在于返回值上。

用了 computeIfAbsent 之后，每次返回的都是同一个 FutureTask，但是由于 FutureTask 的生命周期，或者说是状态扭转的存在，即使三个线程都调用了它的 run 方法，这个 FutureTask 也只会执行成功一次。

可以看一下，这个 run 方法的源码，一进来就是状态和当前操作线程的判断：

但是从程序实现的优雅角度来说，还是 putIfAbsent 方法更好。

坑怎么办？

前面不是说最终的方案有两个坑嘛：

一个是不支持缓存过期机制。
一个是不支持缓存淘汰机制。

在使用 ConcurrentHashMap 的前提下，这两个特性如果要支持的话，需要进行对应的开发，比如引入定时任务来解决，想想就觉得麻烦。

同时也我想到了 spring-cache，我知道这里面有 ConcurrentHashMap 作为缓存的实现方案。

我想看看这个组件里面是怎么解决这两个问题的。

二话不说，我先把代码拉下来看看：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>

由于 spring-cache 也不是本文重点，所以我就直接说关键地方的源码了。

至于是怎么找到这里来的，就不详细介绍了，以后安排文章详细解释。

另外我不得不说一句：spring-cache 这玩意真的是优雅的一比，不论是源码还是设计模式的应用，都非常的好。

首先，我们可以看到 @Cacheable 注解里面有一个参数叫做 sycn，默认值是 false：

关于这个参数，官网上的解释是这样的：

https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/integration.html#cache-annotations-cacheable-cache-resolver

就是针对我们前面提到的缓存如何维护的情况的一个处理方案。使用方法也很简单。

该功能对应的核心部分的源码在这个位置：

org.springframework.cache.interceptor.CacheAspectSupport#execute(org.springframework.cache.interceptor.CacheOperationInvoker, java.lang.reflect.Method, org.springframework.cache.interceptor.CacheAspectSupport.CacheOperationContexts)