首页 > Java > java教程 > 正文

java代码如何用缓存提升性能 java代码缓存应用的基础教程​

看不見的法師
发布: 2025-08-14 23:11:01
原创
835人浏览过
使用缓存可提升Java应用性能,推荐Caffeine等框架实现用户信息缓存,通过设置过期策略与最大容量避免缓存雪崩、击穿、穿透,结合数据更新频率、访问模式与一致性要求选择合适策略,并辅以数据库优化、JVM调优、异步处理等手段综合提升性能。

java代码如何用缓存提升性能 java代码缓存应用的基础教程​

使用缓存,可以让Java应用从内存中快速读取数据,避免频繁访问数据库或进行复杂计算,从而显著提升性能。

解决方案:

Java代码中应用缓存,核心在于选择合适的缓存策略和技术。最简单的,可以使用

HashMap
登录后复制
在内存中构建一个简单的缓存。但更推荐使用成熟的缓存框架,例如Guava Cache、Caffeine或Ehcache。这些框架提供了更丰富的功能,如过期策略、并发控制、统计信息等。

假设我们需要缓存用户的信息,用户ID作为key,用户信息对象作为value。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

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

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class UserCache {

    private final Cache<String, User> userCache;

    public UserCache() {
        userCache = Caffeine.newBuilder()
                .maximumSize(1000) // 缓存最大容量
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) // 写入后10分钟过期
                .build();
    }

    public User getUser(String userId) {
        // 从缓存中获取,如果不存在,则调用loadUser方法加载
        return userCache.get(userId, this::loadUser);
    }

    private User loadUser(String userId) {
        // 模拟从数据库加载用户
        System.out.println("Loading user from database: " + userId);
        // 这里应该是实际的数据库查询逻辑
        return new User(userId, "User " + userId);
    }

    public static void main(String[] args) {
        UserCache userCache = new UserCache();
        System.out.println(userCache.getUser("123"));
        System.out.println(userCache.getUser("123")); // 第二次直接从缓存获取
    }

    static class User {
        String id;
        String name;

        public User(String id, String name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "User{" +
                    "id='" + id + '\'' +
                    ", name='" + name + '\'' +
                    '}';
        }
    }
}
登录后复制

这段代码使用了Caffeine,一个高性能的Java缓存库。

maximumSize
登录后复制
限制了缓存的大小,
expireAfterWrite
登录后复制
设置了过期时间。
userCache.get(userId, this::loadUser)
登录后复制
这行代码非常关键,它首先尝试从缓存中获取数据,如果缓存中没有,则调用
loadUser
登录后复制
方法加载数据,并将其放入缓存。

Guava Cache的用法类似,但配置方式略有不同。Ehcache则更重量级,提供了更多的企业级特性。选择哪个框架取决于你的具体需求。

缓存并非银弹。不恰当的使用反而会降低性能,甚至导致数据不一致。

缓存雪崩、击穿、穿透有什么区别,如何避免?

缓存雪崩是指缓存中大量数据同时过期,导致大量请求直接落到数据库上,造成数据库压力过大甚至崩溃。避免雪崩的方法有很多,比如:

Tellers AI
Tellers AI

Tellers是一款自动视频编辑工具,可以将文本、文章或故事转换为视频。

Tellers AI 78
查看详情 Tellers AI
  • 设置不同的过期时间,避免大量key同时过期。
  • 使用互斥锁,只允许一个线程重建缓存。
  • 采用多级缓存架构,例如本地缓存+分布式缓存。

缓存击穿是指缓存中某个热点数据过期,导致大量请求直接访问数据库,造成数据库压力过大。避免击穿的方法:

  • 使用互斥锁,只允许一个线程重建缓存。
  • 永不过期:对于热点数据,可以设置为永不过期。
  • 预热缓存:提前将热点数据加载到缓存中。

缓存穿透是指查询一个不存在的数据,缓存和数据库中都没有,导致每次请求都穿透到数据库。避免穿透的方法:

  • 缓存空对象:如果数据库中不存在该数据,则在缓存中设置一个空对象,避免每次都访问数据库。
  • 使用布隆过滤器:在缓存之前使用布隆过滤器进行过滤,快速判断数据是否存在。

如何选择合适的缓存策略?

选择合适的缓存策略需要考虑多个因素,包括:

  • 数据更新频率: 如果数据更新频繁,则不适合使用缓存,或者需要设置较短的过期时间。
  • 数据访问模式: 如果数据访问模式是随机的,则可以使用LRU(Least Recently Used)或LFU(Least Frequently Used)等淘汰策略。
  • 数据一致性要求: 如果数据一致性要求很高,则需要使用更复杂的缓存策略,例如读写穿透、读写分离等。
  • 缓存容量: 缓存容量需要根据实际情况进行调整,过小的缓存容量会导致缓存命中率过低,过大的缓存容量会导致内存浪费。

通常来说,可以结合多种策略,比如使用本地缓存加速访问,使用分布式缓存保证数据一致性,使用布隆过滤器防止缓存穿透。没有一种策略是万能的,需要根据实际场景进行选择。

除了代码层面的缓存,还有哪些可以提升性能的手段?

除了代码层面的缓存,还有很多其他的手段可以提升性能,例如:

  • 数据库优化: 优化数据库查询语句、索引、表结构等。
  • JVM优化: 调整JVM参数,例如堆大小、垃圾回收策略等。
  • 网络优化: 使用CDN加速静态资源访问,优化网络传输协议等。
  • 负载均衡: 使用负载均衡器将请求分发到多个服务器上。
  • 异步处理: 将一些耗时的操作异步处理,例如发送邮件、生成报表等。
  • 使用更快的硬件: 例如使用SSD硬盘、更大的内存等。

这些手段并非相互独立,而是需要综合考虑,根据实际情况进行选择和调整。性能优化是一个持续的过程,需要不断地监控、分析和改进。

以上就是java代码如何用缓存提升性能 java代码缓存应用的基础教程​的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载
来源:php中文网
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn
最新问题
开源免费商场系统广告
热门教程
更多>
最新下载
更多>
网站特效
网站源码
网站素材
前端模板
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新 English
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送
PHP中文网APP
随时随地碎片化学习

Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号