高性能缓存方案 —— Caffeine

一、简介

Caffeine是一个高性能的Java缓存库，它提供了本地缓存的功能。

Caffeine和Redis都是内存级别的缓存，为什么要使用在这两缓存作为二级缓存，它们两有什么区别呢?

虽然它们都是内存级别的缓存，但是Redis是需要单独部署的，其需要一个单独的进程，在tomcat访问Redis时需要网络通信的开销，而Caffeine跟我们项目代码是写在一起的，它是JVM级别的缓存，用的就是Java中的堆内存，无需网络的通信的开销，在Caffeine找不到数据后才会去redis中查找。

以下是一个使用Caffeine作为本地缓存的简单示例：

// JVM Processes Cache, Import Caffeine dependency.
<dependency>
	<groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
	<artifactId>caffeine</artifactId>
</dependency>

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

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CaffeineDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Create a local cache with a maximum size of 100
        Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
                .maximumSize(100)
                .expireAfterWrite(5, TimeUnit.MINUTES)
                .build();

        // Put the data in the cache
        cache.put("key", "val");

        // Get data from the cache by the key, if no data, return null.
        String value = cache.getIfPresent("key");
        System.out.println(value);
        String value2 = cache.getIfPresent("key2");
        System.out.println(value2);

        // Get caching statistics
        CacheStats stats = cache.stats();
        System.out.println("Cache hits: " + stats.hitCount());
        System.out.println("Cache misses: " + stats.missCount());

        // Delete element from the cache
        cache.invalidate(("key"));
        System.out.println(cache.getIfPresent(("key")));
    }
}

运行结果：

二、驱逐策略

使用Caffeine为了防止内存溢出，提供了以下几种驱逐策略。

为了防止一直往内存里装数值导致占用内存，所以Caffeine给我们提供了驱逐策略。

1、基于容量（设置缓存的上限）

   @Test
    public void test() {
        Cache<Object, Object> cache = Caffeine.newBuilder()
                .initialCapacity(100) //设置缓存的初始化容量
                .maximumSize(1000) //设置最大的容量
                .build();
    }

通过设置最大的容量来控制内存，当内存达到最大时，会将最早存入的数据删除，当缓存超出这个容量的时候，会使用Window TinyLfu策略来删除缓存。

2、基于时间（设置有效期）

@Test
public void test1() {
    Cache<Object, Object> cache = Caffeine.newBuilder()
            .initialCapacity(100)
            .expireAfterWrite(Duration.ofSeconds(10)) //设置缓存的有效期，此时就是设置为10s
            .build();
}

3、基于引用

设置数据的强引用和弱引用，在内存不足的时候jvm会进行垃圾回收，会将弱引用的数据进行回收，性能差，不建议使用。