Caffeine简介
Caffeine是基于JAVA 1.8 Version的高性能缓存库。Caffeine提供的内存缓存使用参考Google guava的API。Caffeine是基于Google Guava Cache设计经验上改进的成果。
并发测试
官方性能比较:
可以清楚的看到Caffeine效率明显的高于其他缓存。
Caffeine可以通过建造者模式灵活的组合以下特性:
* 通过异步自动加载实体到缓存中
* 基于大小的回收策略
* 基于时间的回收策略
* 自动刷新
* key自动封装虚引用
* value自动封装弱引用或软引用
* 实体过期或被删除的通知
* 写入外部资源
* 统计累计访问缓存
一:填充策略(Population)
Caffeine提供了3种加载策略:手动加载,同步加载,异步加载
手动加载
cache手动
同步加载
loadingCache同步
异步加载
AsyncLoadingCache 是 LoadingCache 的变体, 可以异步计算实体在一个线程池(Executor)上并且返回 CompletableFuture.
二:驱逐策略(Eviction)
* 基于大小
* 基于缓存容量
* 基于权重
* 基于时间
· 实体被访问之后,在实体被读或被写后的一段时间后过期
· 基于写之后,在实体被写入后的一段时间后过期
· 自定义策略Expiry,可以自定义在实体被读,被更新,被创建后的时间过期。
基于引用
java种有四种引用:强引用,软引用,弱引用和虚引用,caffeine可以将值封装成弱引用或软引用。
软引用:如果一个对象只具有软引用,则内存空间足够,垃圾回收器就不会回收它;如果内存空间不足了,就会回收这些对象的内存。
弱引用:弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存
自动刷新
在写后的持续时间过后,调用createExpensiveGraph刷新
三:监控(Monitor)
通过使用Caffeine.recordStats(), 可以转化成一个统计的集合. 通过 Cache.stats() 返回一个CacheStats。CacheStats提供以下统计方法
hitRate(): 返回缓存命中率
evictionCount(): 缓存回收数量
averageLoadPenalty(): 加载新值的平均时间
四:移除通知(Notify)
通过removalListener添加实体移除监听器
五:淘汰算法
Window TinyLFU(W-TinyLFU)算法将sketch作为过滤器,当新来的数据比要驱逐的数据高频时,这个数据才会被缓存接纳。这个许可窗口给予每个数据项积累热度的机会,而不是立即过滤掉。这避免了持续的未命中,特别是在突然流量暴涨的的场景中,一些短暂的重复流量就不会被长期保留。为了刷新历史数据,一个时间衰减进程被周期性或增量的执行,给所有计数器减半。
对于长期保留的数据,W-TinyLFU使用了分段LRU(Segmented LRU,缩写SLRU)策略。起初,一个数据项存储被存储在试用段(probationary segment)中,在后续被访问到时,它会被提升到保护段(protected segment)中(保护段占总容量的80%)。保护段满后,有的数据会被淘汰回试用段,这也可能级联的触发试用段的淘汰。这套机制确保了访问间隔小的热数据被保存下来,而被重复访问少的冷数据则被回收。
如图中数据库和搜索场景的结果展示,通过考虑就近程度和频率能大大提升LRU的表现。一些高级的策略,像ARC,LIRS和W-TinyLFU都提供了接近最理想的命中率。想看更多的场景测试,请查看相应的论文,也可以在使用simulator来测试自己的场景。
参考:
https://juejin.im/post/5b8df63c6fb9a019e04ebaf4(深入解密来自未来的缓存-Caffeine)
https://juejin.im/post/59f06d946fb9a0451968cadc([译] 高性能 Java 缓存库 — Caffeine)
https://wujiazhen2.github.io/2018/09/30/Caffeine/(高性能java缓存库-Caffeine)
https://www.jianshu.com/p/15d0a9ce37dd(Caffeine Cache 进程缓存之王)
作者:但时间也偷换概念
链接:https://www.jianshu.com/p/3434991ad075
来源:简书
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