从零手写缓存框架（二）redis expire 过期原理

1、代码实现

@Override
public ICache<K, V> expire(K key, long timeInMills) {
    long expireTime = System.currentTimeMillis() + timeInMills;
    return this.expireAt(key, expireTime);
}

@Override
public ICache<K, V> expireAt(K key, long timeInMills) {
    this.cacheExpire.expire(key, timeInMills);
    return this;
}

为了便于处理，我们将多久之后过期，进行计算。将两个问题变成同一个问题，在什么时候过期的问题。

核心的代码，主要还是看 cacheExpire 接口。

2、过期信息的存储

/**
 * 过期 map
 *
 * 空间换时间
 * @since 0.0.3
 */
private final Map<K, Long> expireMap = new HashMap<>();

@Override
public void expire(K key, long expireAt) {
    expireMap.put(key, expireAt);
}

我们定义一个 map，key 是对应的要过期的信息，value 存储的是过期时间。

3、轮询清理

/**
 * 单次清空的数量限制
 * @since 0.0.3
 */
private static final int LIMIT = 100;

/**
 * 缓存实现
 * @since 0.0.3
 */
private final ICache<K,V> cache;
/**
 * 线程执行类
 * @since 0.0.3
 */
private static final ScheduledExecutorService EXECUTOR_SERVICE = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
public CacheExpire(ICache<K, V> cache) {
    this.cache = cache;
    this.init();
}
/**
 * 初始化任务
 * @since 0.0.3
 */
private void init() {
    EXECUTOR_SERVICE.scheduleAtFixedRate(new ExpireThread(), 100, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

我们固定 100ms 清理一次，每次最多清理 100 个。

4、清空任务

/**
 * 定时执行任务
 * @since 0.0.3
 */
private class ExpireThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        //1.判断是否为空
        if(MapUtil.isEmpty(expireMap)) {
            return;
        }
        //2. 获取 key 进行处理
        int count = 0;
        for(Map.Entry<K, Long> entry : expireMap.entrySet()) {
            if(count >= LIMIT) {
                return;
            }
            expireKey(entry);
            count++;
        }
    }
}

/**
 * 执行过期操作
 * @param entry 明细
 * @since 0.0.3
 */
private void expireKey(Map.Entry<K, Long> entry) {
    final K key = entry.getKey();
    final Long expireAt = entry.getValue();
    // 删除的逻辑处理
    long currentTime = System.currentTimeMillis();
    if(currentTime >= expireAt) {
        expireMap.remove(key);
        // 再移除缓存，后续可以通过惰性删除做补偿
        cache.remove(key);
    }
}

这个非常简单，遍历过期数据，判断对应的时间，如果已经到期了，则执行清空操作。

为了避免单次执行时间过长，最多只处理 100 条。

5、测试

ICache<String, String> cache = CacheBs.<String,String>newInstance()
        .size(3)
        .build();
cache.put("1", "1");
cache.put("2", "2");

cache.expire("1", 10);
Assert.assertEquals(2, cache.size());

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(50);
Assert.assertEquals(1, cache.size());

System.out.println(cache.keySet());


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