面试官：你是如何使用JDK来实现自己的缓存（支持高并发）？

keke 发布于2019-08-16 17:55 / 760人阅读

摘要：当添加键值对数据的时候，首先会调用方法，清除掉原来相同的数据，并取消对应的定时清除任务，然后添加新数据到中，并且，如果设置了有效时间，则添加对应的定时清除任务到定时器线程池。

</>复制代码 
我自己总结的Java学习的系统知识点以及面试问题，已经开源，目前已经 41k+ Star。会一直完善下去，欢迎建议和指导，同时也欢迎Star： https://github.com/Snailclimb...
本文转载自：https://dwz.cn/HGarfiB9

需求分析

项目中经常会遇到这种场景：一份数据需要在多处共享，有些数据还有时效性，过期自动失效。比如手机验证码，发送之后需要缓存起来，然后处于安全性考虑，一般还要设置有效期，到期自动失效。我们怎么实现这样的功能呢？

解决方案

使用现有的缓存技术框架，比如redis,ehcache。优点：成熟，稳定，功能强大；缺点，项目需要引入对应的框架，不够轻量。

如果不考虑分布式，只是在单线程或者多线程间作数据缓存，其实完全可以自己手写一个缓存工具。下面就来简单实现一个这样的工具。

先上代码：

</>复制代码 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.*;
/**
 * @Author: lixk
 * @Date: 2018/5/9 15:03
 * @Description: 简单的内存缓存工具类
 */
public class Cache {
    //键值对集合
    private final static Map map = new HashMap<>();
    //定时器线程池，用于清除过期缓存
    private final static ScheduledExecutorService executor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
    /**
     * 添加缓存
     *
     * @param key  键
     * @param data 值
     */
    public synchronized static void put(String key, Object data) {
        Cache.put(key, data, 0);
    }
    /**
     * 添加缓存
     *
     * @param key    键
     * @param data   值
     * @param expire 过期时间，单位：毫秒， 0表示无限长
     */
    public synchronized static void put(String key, Object data, long expire) {
        //清除原键值对
        Cache.remove(key);
        //设置过期时间
        if (expire > 0) {
            Future future = executor.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //过期后清除该键值对
                    synchronized (Cache.class) {
                        map.remove(key);
                    }
                }
            }, expire, TimeUnit.MILLISECONDS);
            map.put(key, new Entity(data, future));
        } else {
            //不设置过期时间
            map.put(key, new Entity(data, null));
        }
    }
    /**
     * 读取缓存
     *
     * @param key 键
     * @return
     */
    public synchronized static Object get(String key) {
        Entity entity = map.get(key);
        return entity == null ? null : entity.getValue();
    }
    /**
     * 读取缓存
     *
     * @param key 键
     *            * @param clazz 值类型
     * @return
     */
    public synchronized static  T get(String key, Class clazz) {
        return clazz.cast(Cache.get(key));
    }
    /**
     * 清除缓存
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public synchronized static Object remove(String key) {
        //清除原缓存数据
        Entity entity = map.remove(key);
        if (entity == null) return null;
        //清除原键值对定时器
        Future future = entity.getFuture();
        if (future != null) future.cancel(true);
        return entity.getValue();
    }
    /**
     * 查询当前缓存的键值对数量
     *
     * @return
     */
    public synchronized static int size() {
        return map.size();
    }
    /**
     * 缓存实体类
     */
    private static class Entity {
        //键值对的value
        private Object value;
        //定时器Future 
        private Future future;
        public Entity(Object value, Future future) {
            this.value = value;
            this.future = future;
        }
        /**
         * 获取值
         *
         * @return
         */
        public Object getValue() {
            return value;
        }
        /**
         * 获取Future对象
         *
         * @return
         */
        public Future getFuture() {
            return future;
        }
    }
}

本工具类主要采用 HashMap+定时器线程池 实现，map 用于存储键值对数据，map 的value是 Cache 的内部类对象 Entity，Entity 包含 value 和该键值对的生命周期定时器 Future。Cache 类对外只提供了 put(key, value), put(key, value, expire), get(key), get(key, class), remove(key), size()几个同步方法。

当添加键值对数据的时候，首先会调用remove()方法，清除掉原来相同 key 的数据，并取消对应的定时清除任务，然后添加新数据到 map 中，并且，如果设置了有效时间，则添加对应的定时清除任务到定时器线程池。

测试

</>复制代码 
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
/**
 * @Author: lixk
 * @Date: 2018/5/9 16:40
 * @Description: 缓存工具类测试
 */
public class CacheTest {
    /**
     * 测试
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        String key = "id";
        //不设置过期时间
        System.out.println("***********不设置过期时间**********");
        Cache.put(key, 123);
        System.out.println("key:" + key + ", value:" + Cache.get(key));
        System.out.println("key:" + key + ", value:" + Cache.remove(key));
        System.out.println("key:" + key + ", value:" + Cache.get(key));
        //设置过期时间
        System.out.println("
***********设置过期时间**********");
        Cache.put(key, "123456", 1000);
        System.out.println("key:" + key + ", value:" + Cache.get(key));
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("key:" + key + ", value:" + Cache.get(key));
        /******************并发性能测试************/
        System.out.println("
***********并发性能测试************");
        //创建有10个线程的线程池，将1000000次操作分10次添加到线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        Future[] futures = new Future[10];
        /********添加********/
        {
            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                futures[j] = executorService.submit(() -> {
                    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                        Cache.put(Thread.currentThread().getId() + key + i, i, 300000);
                    }
                });
            }
            //等待全部线程执行完成，打印执行时间
            for (Future future : futures) {
                future.get();
            }
            System.out.printf("添加耗时：%dms
", System.currentTimeMillis() - start);
        }
        /********查询********/
        {
            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                futures[j] = executorService.submit(() -> {
                    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                        Cache.get(Thread.currentThread().getId() + key + i);
                    }
                });
            }
            //等待全部线程执行完成，打印执行时间
            for (Future future : futures) {
                future.get();
            }
            System.out.printf("查询耗时：%dms
", System.currentTimeMillis() - start);
        }
        System.out.println("当前缓存容量：" + Cache.size());
    }
}

测试结果：

</>复制代码 
***********不设置过期时间**********
key:id, value:123
key:id, value:123
key:id, value:null
***********设置过期时间**********
key:id, value:123456
key:id, value:null
***********并发性能测试************
添加耗时：2313ms
查询耗时：335ms
当前缓存容量：1000000

测试程序使用有10个线程的线程池来模拟并发，总共执行一百万次添加和查询操作，时间大约都在两秒多，表现还不错，每秒40万读写并发应该还是可以满足大多数高并发场景的^_^

云服务器 GPU云服务器服务器如何实现高并发账户表怎么支持高并发阿里云服务器支持高并发阿里云服务器配置支持高并发

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。

转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/74827.html

面试官：你是如何使用JDK来实现自己的缓存（支持高并发）？

摘要：当添加键值对数据的时候，首先会调用方法，清除掉原来相同的数据，并取消对应的定时清除任务，然后添加新数据到中，并且，如果设置了有效时间，则添加对应的定时清除任务到定时器线程池。我自己总结的Java学习的系统知识点以及面试问题，已经开源，目前已经 41k+ Star。会一直完善下去，欢迎建议和指导，同时也欢迎Star： https://github.com/Snailclimb...本文...

UnixAgain 2019-08-06 13:42 评论0 收藏0
Java-Mysql你所需要的面试题集内容

摘要：注意排版不需要花花绿绿的，尽量使用语法。协议的长连接和短连接，实质上是协议的长连接和短连接。长连接短连接究竟是什么三次握手和四次挥手面试常客为了准确无误地把数据送达目标处，协议采用了三次握手策略。一简历该如何写 1.1 为什么说简历很重要？1.2-这3点你必须知道1.3-两大法则了解一1.4-项目经历怎么写？1.5-专业技能该怎么写？1.6-开源程序员简历模板分享1.7 其他的一些...

OpenDigg 2019-08-19 11:15 评论0 收藏0

发表评论

登陆后可评论

0条评论

keke

男|高级讲师

我要关注我要私信

TA的文章

用Python爬取了几千条相亲文案，终于发现了告别单身的秘密

阅读 3311·2021-11-11 16:55
Burp+夜神模拟器app抓包(一次成功)

阅读 2719·2021-10-13 09:39
工信部召开行政指导会，要求阿里、腾讯等企业限期解除对链接的屏蔽

阅读 2522·2021-09-13 10:27
Angular2 控制视图的封装模式

阅读 2232·2019-08-30 15:55
HTML CSS + DIV实现排版布局

阅读 3180·2019-08-30 15:54
前端每日实战：121# 视频演示如何用 CSS 和 D3 创作一个小鱼游动的交互动画

阅读 3210·2019-08-29 16:34
a标签样式继承的问题

阅读 1907·2019-08-29 12:41
14天入门JavaScript-day three

阅读 1142·2019-08-29 11:33

资讯专栏INFORMATION COLUMN

上云采购季！| 2核2G4M爆款云服务器低至59元/年，更有多台、长期优惠，快来选购！

面试官：你是如何使用JDK来实现自己的缓存（支持高并发）？

</>复制代码

</>复制代码

测试

</>复制代码

</>复制代码

相关文章