Java 本地缓存实现：Guava Cache、Caffeine、Ehcache 和 Spring Cache

文章目录

- 一、引言
- [二、Guava Cache](#二、Guava Cache)
- - 理论介绍
  - 实战演示
- 三、Caffeine
- - 理论介绍
  - 实战演示
- 四、Ehcache
- - 理论介绍
  - 实战演示
- [五、Spring Cache](#五、Spring Cache)
- - 理论介绍
  - 实战演示
- 六、总结

一、引言

在现代应用程序开发中，缓存是提高性能和响应速度的关键技术之一。Java 提供了多种本地缓存解决方案，每种方案都有其特点和适用场景。本文将介绍四种常见的 Java 本地缓存实现：Guava Cache、Caffeine、Ehcache 和 Spring Cache。

二、Guava Cache

理论介绍

Guava Cache 是 Google Guava 库的一部分，提供了轻量级的本地缓存功能。它具有以下特点：

简单易用：API 设计简洁，易于集成到项目中。

自动回收：支持基于时间或引用的自动回收机制。

并发支持：内置高效的并发控制，适合多线程环境。

实战演示

pom

bash 复制代码

<dependencies>
    <!-- Guava Cache -->
    <dependency>
        <groupId>com.google.guava</groupId>
        <artifactId>guava</artifactId>
        <version>30.1-jre</version> 
    </dependency>
</dependencies>

示例代码

bash 复制代码

/**
 * LocalCacheTest
 * @author senfel
 * @version 1.0
 * @date 2024/12/20 17:17
 */
@SpringBootTest
public class LocalCacheTest {


    /**
     * guavaCache
     * @author senfel
     * @date 2024/12/20 17:19
     * @return void
     */
    @Test
    public void guavaCache() throws Exception{
        LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
                .maximumSize(100)
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
                .build(new CacheLoader<String, String>() {
                    @Override
                    public String load(String key) {
                        return "Value for " + key;
                    }
                });

        System.out.println(cache.get("key1")); // 输出: Value for key1
    }

三、Caffeine

理论介绍

Caffeine 是一个高性能的本地缓存库，继承了 Guava Cache 的优点并进行了优化。它的特点包括：

高性能：比 Guava Cache 更快，特别是在高并发环境下。

灵活配置：支持多种缓存策略，如 LRU（最近最少使用）、LFU（最不经常使用）等。

内存友好：通过弱引用和软引用来减少内存占用。

实战演示

pom

bash 复制代码

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
        <artifactId>caffeine</artifactId>
        <version>2.9.3</version>
    </dependency>
</dependencies>

示例代码

bash 复制代码

/**
 * caffeineCache
 * @author senfel
 * @date 2024/12/20 17:25
 * @return void
 */
@Test
public void caffeineCache() throws Exception{
    Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
            .maximumSize(100)
            .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
            .build();

    cache.put("key1", "value1");
    System.out.println(cache.getIfPresent("key1")); // 输出: value1
}

四、Ehcache

理论介绍

Ehcache 是一个广泛使用的开源缓存框架，适用于分布式和非分布式环境。它的特点有：

丰富的特性：支持多种缓存策略、持久化、集群等功能。

配置灵活：可以通过 XML 或注解进行配置。

社区活跃：拥有庞大的用户群体和活跃的社区支持。

实战演示

pom

bash 复制代码

<dependencies>
    <!-- Ehcache 核心库 -->
    <dependency>
        <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
        <artifactId>ehcache</artifactId>
        <version>2.10.6</version>
    </dependency>
    <!-- Ehcache 的 web 集群分布式缓存的支持 -->
    <dependency>
        <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
        <artifactId>ehcache-web</artifactId>
        <version>2.0.4</version>
    </dependency>
</dependencies>

ehcache.xml

bash 复制代码

<!-- ehcache.xml -->
<ehcache>
    <cache name="exampleCache"
           maxEntriesLocalHeap="100"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="120"
           timeToLiveSeconds="120"/>
</ehcache>

示例代码

bash 复制代码

/**
 * ehcacheCache
 * @author senfel
 * @date 2024/12/20 17:31
 * @return void
 */
@Test
public void ehcacheCache() throws Exception{
    CacheManager cacheManager = CacheManager.create("D:\\workspace\\cce-demo\\src\\main\\resources\\ehcache.xml");
    Ehcache cache = cacheManager.getCache("exampleCache");

    cache.put(new Element("key1", "value1"));
    System.out.println(cache.get("key1").getObjectValue()); // 输出: value1
}

五、Spring Cache

理论介绍

Spring Cache 是 Spring 框架提供的缓存抽象层，可以与多种缓存实现无缝集成。它的特点包括：

声明式缓存：通过注解简化缓存逻辑的实现。

高度集成：与 Spring 生态系统紧密集成，方便与其他组件协同工作。

灵活选择：支持多种缓存提供者，如 ConcurrentMapCache、Ehcache、Caffeine 等。

实战演示

pom

bash 复制代码

<dependency>
    <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
    <artifactId>caffeine</artifactId>
    <version>2.9.3</version>
</dependency>

yaml

bash 复制代码

spring:
  cache:
    type: caffeine
    caffeine:
      spec: maximumSize=100,expireAfterWrite=10m

示例代码

bash 复制代码

/**
 * CacheService
 * @author senfel
 * @version 1.0
 * @date 2024/12/20 17:45
 */
@Service
public class CacheService {

    /**
     * getData
     * @param key
     * @author senfel
     * @date 2024/12/20 17:53
     * @return java.lang.String
     */
    @Cacheable(value = "myCache")
    public String getData(String key) {
        // 模拟耗时操作
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Value for " + key;
    }
}

bash 复制代码

@Resource
private CacheService cacheService;

/**
 * testCache
 * @param key
 * @author senfel
 * @date 2024/12/20 18:00
 * @return java.lang.String
 */
@RequestMapping("/testCache")
public String  testCache(String key) {
    return  cacheService.getData(key);
}

六、总结

综上所述，Guava Cache 简单易用，自动回收，适合小型应用，对性能要求不高；Caffeine高性能，灵活配置高并发环境，适合对性能敏感的应用；Ehcache功能丰富，配置灵活，适合分布式系统，需要复杂缓存策略；Spring Cache 是声明式缓存，高度集成，适合Spring 应用，需要快速集成缓存。在实际的开放中，我们可以根据具体需求选择合适的缓存方案，可以显著提升应用程序的性能和用户体验。