GuavaCache怎么使用

# GuavaCache怎么使用

## 1. 什么是GuavaCache

Guava Cache是Google Guava库中的一个本地缓存实现，提供了线程安全、高性能的缓存机制。与传统的`Map`实现不同，Guava Cache支持以下特性：

- **自动回收策略**：基于大小、时间或引用类型自动清理缓存
- **缓存加载机制**：支持自动加载未命中键的值
- **统计功能**：提供命中率等统计信息
- **监听器**：支持缓存移除通知

## 2. 基本使用

### 2.1 引入依赖

首先需要在项目中添加Guava依赖：

```xml
<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>31.1-jre</version>
</dependency>

2.2 创建缓存实例

最简单的创建方式是通过CacheBuilder：

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .maximumSize(1000)  // 最大缓存项数
    .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)  // 写入10分钟后过期
    .build();

2.3 基本操作

// 放入缓存
cache.put("key1", "value1");

// 获取缓存（如果不存在返回null）
String value = cache.getIfPresent("key1");

// 获取或计算（当键不存在时）
String value = cache.get("key2", () -> computeExpensiveValue("key2"));

3. 缓存回收策略

Guava Cache提供了三种主要的回收方式：

3.1 基于容量的回收

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .maximumSize(100)  // 基于LRU算法回收
    .build();

3.2 基于时间的回收

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .expireAfterAccess(5, TimeUnit.MINUTES)  // 最后一次访问后5分钟过期
    .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)  // 写入后10分钟过期
    .build();

3.3 基于引用的回收

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .weakKeys()      // 使用弱引用存储键
    .weakValues()    // 使用弱引用存储值
    .softValues()    // 使用软引用存储值
    .build();

4. 缓存加载机制

4.1 CacheLoader方式

LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .maximumSize(1000)
    .build(new CacheLoader<String, String>() {
        @Override
        public String load(String key) {
            return computeExpensiveValue(key);  // 当缓存未命中时自动调用
        }
    });

// 使用方式
String value = cache.get("key1");  // 自动加载

4.2 Callable方式

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder().build();

String value = cache.get("key1", () -> computeExpensiveValue("key1"));

5. 缓存移除

5.1 显式移除

// 单个移除
cache.invalidate("key1");

// 批量移除
cache.invalidateAll(Arrays.asList("key1", "key2"));

// 清除所有
cache.invalidateAll();

5.2 自动移除监听

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .removalListener(notification -> {
        System.out.println("Key " + notification.getKey() + " was removed. Cause: " + notification.getCause());
    })
    .build();

6. 缓存统计

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .recordStats()  // 开启统计
    .build();

// 获取统计信息
CacheStats stats = cache.stats();
System.out.println("命中率: " + stats.hitRate());
System.out.println("平均加载时间: " + stats.averageLoadPenalty() + "ns");

7. 高级特性

7.1 刷新缓存

LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .refreshAfterWrite(1, TimeUnit.MINUTES)  // 写入1分钟后刷新
    .build(cacheLoader);

// 手动刷新
cache.refresh("key1");

7.2 异步刷新

LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()
    .refreshAfterWrite(1, TimeUnit.MINUTES)
    .build(CacheLoader.asyncReloading(cacheLoader, executor));

8. 使用场景示例

8.1 数据库查询缓存

LoadingCache<Long, User> userCache = CacheBuilder.newBuilder()
    .maximumSize(10000)
    .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
    .build(new CacheLoader<Long, User>() {
        @Override
        public User load(Long id) {
            return userDao.findById(id);
        }
    });

8.2 接口限流

Cache<String, AtomicInteger> rateLimitCache = CacheBuilder.newBuilder()
    .expireAfterWrite(1, TimeUnit.SECONDS)
    .build();

public boolean allowRequest(String ip) {
    AtomicInteger count = rateLimitCache.get(ip, () -> new AtomicInteger(0));
    return count.incrementAndGet() <= 10;  // 每秒不超过10次
}

9. 注意事项

1. 不是持久化缓存：Guava Cache是内存缓存，重启后数据会丢失
2. 可能引起OOM：不合理的大小限制可能导致内存溢出
3. 并发环境：所有操作都是线程安全的
4. 性能考虑：复杂的CacheLoader可能影响系统性能

10. 总结

Guava Cache提供了强大而灵活的本地缓存解决方案，通过合理的配置可以显著提升应用性能。其丰富的特性如自动回收、加载机制和统计功能，使其成为Java应用中缓存实现的首选方案之一。

”`