1.ttl策略适合大多数场景,lru适合访问模式不规律的数据,lfu适合数据访问模式稳定的高命中率场景,fifo实现简单但效果一般。2.使用sync.rwmutex读写锁保证并发安全,允许多个goroutine同时读取缓存但写入时独占锁。3.通过分片锁降低锁竞争概率,利用sync.pool减少内存分配,压缩数据减少内存占用,并可选用高性能缓存库优化性能。文章介绍了基于golang内置map和互斥锁实现简易缓存系统的方法,支持过期时间机制并探讨了不同缓存策略的选择及优化手段。

用 Golang 实现一个简易缓存系统,核心在于利用 Go 语言内置的 map 数据结构,结合互斥锁保证并发安全,并可以加入过期时间机制,从而实现一个基于内存的键值存储方案。

下面是一个简易的 Golang 缓存系统的实现示例:

package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
// CacheItem 缓存项
type CacheItem struct {
value interface{}
expiration int64 // 过期时间戳
}
// Cache 缓存结构体
type Cache struct {
items map[string]CacheItem
mu sync.RWMutex
cleanupInterval time.Duration
}
// NewCache 创建一个新的缓存实例
func NewCache(cleanupInterval time.Duration) *Cache {
cache := &Cache{
items: make(map[string]CacheItem),
cleanupInterval: cleanupInterval,
}
go cache.startCleanupTimer()
return cache
}
// Set 设置缓存项
func (c *Cache) Set(key string, value interface{}, expiration time.Duration) {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
c.items[key] = CacheItem{
value: value,
expiration: time.Now().Add(expiration).Unix(),
}
}
// Get 获取缓存项
func (c *Cache) Get(key string) (interface{}, bool) {
c.mu.RLock()
defer c.mu.RUnlock()
item, found := c.items[key]
if !found {
return nil, false
}
if item.expiration > 0 && time.Now().Unix() > item.expiration {
return nil, false // 已经过期
}
return item.value, true
}
// Delete 删除缓存项
func (c *Cache) Delete(key string) {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
delete(c.items, key)
}
// cleanupExpired 清理过期缓存
func (c *Cache) cleanupExpired() {
c.mu.Lock()
defer c.mu.Unlock()
now := time.Now().Unix()
for key, item := range c.items {
if item.expiration > 0 && now > item.expiration {
delete(c.items, key)
}
}
}
// startCleanupTimer 启动清理过期缓存的定时器
func (c *Cache) startCleanupTimer() {
ticker := time.NewTicker(c.cleanupInterval)
defer ticker.Stop()
for range ticker.C {
c.cleanupExpired()
}
}
func main() {
cache := NewCache(5 * time.Second) // 每 5 秒清理一次过期缓存
cache.Set("name", "John Doe", 10 * time.Second)
cache.Set("age", 30, 15 * time.Second)
name, found := cache.Get("name")
if found {
fmt.Println("Name:", name)
}
age, found := cache.Get("age")
if found {
fmt.Println("Age:", age)
}
time.Sleep(12 * time.Second) // 等待 name 过期
name, found = cache.Get("name")
if !found {
fmt.Println("Name not found (expired)")
}
time.Sleep(5 * time.Second) // 等待 age 也过期,并触发清理
age, found = cache.Get("age")
if !found {
fmt.Println("Age not found (expired)")
}
}缓存过期策略的选择取决于应用场景。常用的过期策略包括:
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选择哪种策略,要考虑缓存命中率、实现复杂度等因素。例如,对于访问模式不规律的数据,LRU 可能比 FIFO 更好;对于需要高命中率且数据访问模式相对稳定的场景,可以考虑 LFU。

在多线程/并发环境下,对缓存的读写操作需要保证线程安全。Golang 提供了多种并发控制机制,例如互斥锁 (Mutex)、读写锁 (RWMutex) 等。
在上面的示例代码中,使用了 sync.RWMutex 读写锁。读写锁允许多个 goroutine 同时读取缓存,但在写入缓存时会独占锁,防止数据竞争。
除了锁之外,还可以考虑使用原子操作 (atomic package) 来实现某些简单的并发控制,例如计数器更新。
map 是一个高效的键值存储结构,但在高并发场景下可能存在锁竞争。可以考虑使用分片锁 (shard lock) 的方式,将 map 分成多个小 map,每个 map 使用一个独立的锁,从而降低锁竞争的概率。groupcache、bigcache 等,它们提供了更丰富的功能和更高的性能。可以根据实际需求选择合适的库。以上就是怎样用Golang实现一个简易的缓存系统 基于内存的键值存储方案的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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