Guava-Cache

缓存是日常开发中经常应用到的一种技术手段，合理的利用缓存可以极大的改善应用程序的性能。缓存在各种各样的用例中非常有用。例如，当计算或检索值很昂贵时，您应该考虑使用缓存，并且不止一次需要它在某个输入上的值。

maven 依赖

<dependency>
   <groupId>com.google.guava</groupId>
   <artifactId>guava</artifactId>
   <version>23.0</version>
</dependency>

Guava Cache与ConcurrentMap很相似，但也不完全一样。最基本的区别是ConcurrentMap会一直保存所有添加的元素，直到显式地移除。相对地，Guava Cache为了限制内存占用，通常都设定为自动回收元素。在某些场景下，尽管LoadingCache 不回收元素，它也是很有用的，因为它会自动加载缓存。

加载

Guava Cache有两种缓存加载的方式：CacheLoader 和 Callable，这两种方式都是按照”获取缓存-如果没有-则计算”[get-if-absent-compute]的规则加载的。不同的是，CacheLoader是在创建Cache的时候，实现了一个统一的根据key获取value的方法，而Callable更加灵活，允许你在get的时候指定一个callable来获取value（get(K, Callable)）

CacheLoader

创建CacheLoader，只需要实现load方法，如下面代码示例。当我们调用get方法获取指定key的缓存值时，如果key的value值还没有缓存，Guava Cache则会自动调用load方法加载value值到缓存并返回。

LoadingCache<Key, Graph> graphs = CacheBuilder.newBuilder()  
            .maximumSize(1000)
            .build(
                new CacheLoader<Key, Graph>() {
                    public Graph load(Key key) throws AnyException {
                        return createExpensiveGraph(key);
                    }
                });

...
try {  
    return graphs.get(key);
} catch (ExecutionException e) {
    throw new OtherException(e.getCause());
}

从LoadingCache查询的正规方式是使用get(K)方法。这个方法要么返回已经缓存的值，要么使用CacheLoader向缓存原子地加载新值。由于CacheLoader可能抛出异常，LoadingCache.get(K)也声明为抛出ExecutionException异常。

Callable

所有类型的Guava Cache，不管有没有自动加载功能，都支持get(K, Callable)方法。这个方法返回缓存中相应的值，或者用给定的Callable运算并把结果加入到缓存中。在整个加载方法完成前，缓存项相关的可观察状态都不会更改。这个方法简便地实现了模式”如果有缓存则返回；否则运算、缓存、然后返回”。

Cache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()  
            .maximumSize(1000)
            .build();

// 获取某个key时，在Cache.get中单独为其指定load方法
String resultVal = cache.get("hello", new Callable<String>() {  
                        public String call() {
                            String strProValue="hello world!";
                            return strProValue;
                        }
                    });

显式插入

使用cache.put(key, value)方法可以直接向缓存中插入值，这会直接覆盖掉该key之前缓存的值。使用Cache.asMap()视图提供的任何方法也能相应的修改缓存。但是，asMap视图的任何方法都不能保证缓存项被原子地加载到缓存中。

缓存回收

因为我们的数据是缓存在java堆内存上的，存储容量受到堆内存大小限制。当我们缓存的数据量很大时，会影响到GC，所以缓存必须要有回收策略。Guava Cache提供三种回收方式：

基于容量回收

通过CacheBuilder.maximumSize(long)设置缓存项的最大数目，当达到最大数目后，继续添加缓存项，Guava Cache会根据LRU策略回收缓存项来保证不超过最大数目。

另外，可以通过CacheBuilder.weigher(Weigher)设置不同缓存项的权重，Guava Cache根据权重来回收缓存项。

LoadingCache<Key, Graph> graphs = CacheBuilder.newBuilder()  
        .maximumWeight(100000)
        .weigher(new Weigher<Key, Graph>() {
            public int weigh(Key k, Graph g) {
                return g.vertices().size();
            }
        })
        .build(
            new CacheLoader<Key, Graph>() {
                public Graph load(Key key) { // no checked exception
                    return createExpensiveGraph(key);
                }
            });

定时回收

CacheBuilder提供两种定时回收的方法：

expireAfterAccess(long, TimeUnit)：缓存项在给定时间范围内没有读/写访问，那么下次访问时，会被回收，然后同步load()（一个线程去load，其他线程等待）。

expireAfterWrite(long, TimeUnit)：缓存项在给定时间范围内没有写访问，那么下次访问时，会被回收，然后同步load()（一个线程去load，其他线程等待）。

Guava Cache不会专门维护一个线程来回收这些过期的缓存项，只有在读/写访问时，才去判断该缓存项是否过期，如果过期，则会回收。

基于引用回收

通过使用弱引用的键、或弱引用的值、或软引用的值，Guava Cache可以把缓存设置为允许垃圾回收：

CacheBuilder.weakKeys()：使用弱引用存储键。当键没有其它（强或软）引用时，缓存项可以被垃圾回收。因为垃圾回收仅依赖恒等式（），使用弱引用键的缓存用而不是equals比较键。
CacheBuilder.weakValues()：使用弱引用存储值。当值没有其它（强或软）引用时，缓存项可以被垃圾回收。因为垃圾回收仅依赖恒等式（），使用弱引用值的缓存用而不是equals比较值。
CacheBuilder.softValues()：使用软引用存储值。软引用只有在响应内存需要时，才按照全局最近最少使用的顺序回收。考虑到使用软引用的性能影响，我们通常建议使用更有性能预测性的缓存大小限定（见上文，基于容量回收）。使用软引用值的缓存同样用==而不是equals比较值。

显式清除

1	任何时候，你都可以显式地清除缓存项，而不是等到它被回收：

个别清除：Cache.invalidate(key)
批量清除：Cache.invalidateAll(keys)
清除所有缓存项：Cache.invalidateAll()

移除监听器

通过CacheBuilder.removalListener(RemovalListener)，你可以声明一个监听器，以便缓存项被移除时做一些额外操作。缓存项被移除时，RemovalListener会获取移除通知RemovalNotification其中包含移除原因RemovalCause键和值。

CacheLoader<Key, DatabaseConnection> loader = new CacheLoader<Key, DatabaseConnection> () {
    public DatabaseConnection load(Key key) throws Exception {
        return openConnection(key);
    }
};

RemovalListener<Key, DatabaseConnection> removalListener = new RemovalListener<Key, DatabaseConnection>() 
{
    public void onRemoval(RemovalNotification<Key, DatabaseConnection> removal) {
        DatabaseConnection conn = removal.getValue();
        conn.close(); // tear down properly
    }
};

return CacheBuilder.newBuilder()
    .expireAfterWrite(2, TimeUnit.MINUTES)
    .removalListener(removalListener)
    .build(loader);

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