前言

部門培訓(xùn)的時(shí)候讓我講緩存，然而平時(shí)用緩存也比較少，這邊特意整理下相關(guān)的資料，僅概念性的，不深入

一、什么是緩存

緩存就是數(shù)據(jù)交換的緩沖區(qū)，位于速度相差較大的兩種硬件/軟件之間的，用于協(xié)調(diào)兩者數(shù)據(jù)傳輸速度差異的結(jié)構(gòu)。
軟件中的緩存就是指，將會(huì)被頻繁使用的數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存上，加快讀取速度。

二、為什么要使用緩存

1. 減少交互的通訊量——緩存數(shù)據(jù)能有效減少在進(jìn)程和機(jī)器間的傳輸量
2. 降低系統(tǒng)中的處理量——減少處理次數(shù)
3. 降低需要做的磁盤訪問次數(shù)——比如緩存在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)

IO的讀寫速度相對(duì)內(nèi)存來說是比較慢的，通常一個(gè)web應(yīng)用的瓶頸就出現(xiàn)在磁盤IO的讀寫上。

一般情況下，一個(gè)網(wǎng)站或者應(yīng)用的形式是這樣的，用戶的請(qǐng)求通過用戶層來到業(yè)務(wù)層，業(yè)務(wù)層再從數(shù)據(jù)層獲取數(shù)據(jù)，返回給用戶層。在用戶量和數(shù)據(jù)量不大的情況下，這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行得很順暢。但是隨著用戶量越來越大，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)越來越多，系統(tǒng)的響應(yīng)速度就越來越慢。系統(tǒng)的瓶頸一般都在數(shù)據(jù)庫訪問上。

那么，如果我們?cè)趦?nèi)存中建立一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，將數(shù)據(jù)緩存起來，當(dāng)瀏覽器端由請(qǐng)求到達(dá)的時(shí)候，直接從內(nèi)存中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這樣一來可以降低服務(wù)器的壓力，二來，可以提高請(qǐng)求的響應(yīng)速度，提升用戶體驗(yàn)。

綜上，使用緩存是為了提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，將用戶頻繁訪問的內(nèi)容存放在訪問速度快的地方，來提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

三、緩存的屬性

1. 命中率
   命中率是指請(qǐng)求緩存次數(shù)和緩存返回正確結(jié)果次數(shù)的比例，比例越高,就證明緩存的使用率越高。

2. 最大元素
   緩存中可以存放得最大元素得數(shù)量，一旦緩存中元素?cái)?shù)量超過這個(gè)值，那么將會(huì)起用緩存清空策略，根據(jù)不同的場(chǎng)景合理的設(shè)置最大元素值往往可以一定程度上提高緩存的命中率，從而更有效的時(shí)候緩存。

3. 清空策略

• FIFO ，first in first out ，最先進(jìn)入緩存得數(shù)據(jù)在緩存空間不夠情況下被首先清理出去。
• LFU ， Less Frequently Used ，一直以來最少被使用的元素會(huì)被被清理掉。這就要求緩存的元素有一個(gè)hit 屬性，在緩存空間不夠得情況下,hit 值最小的將會(huì)被清出緩存。
• LRU ，Least Recently Used ，最近最少使用的，緩存的元素有一個(gè)時(shí)間戳，當(dāng)緩存容量滿了，而又需要騰出地方來緩存新的元素的時(shí)候，那么現(xiàn)有緩存元素中時(shí)間戳離當(dāng)前時(shí)間最遠(yuǎn)的元素將被清出緩存。

四、哪些數(shù)據(jù)需要被緩存

查詢比較高的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、可以允許丟失的。
比如：平臺(tái)管理中的平臺(tái)配置、配置文件里的配置項(xiàng)、熱門文章、點(diǎn)贊、閱讀數(shù)等。

五、實(shí)現(xiàn)緩存的方式

java應(yīng)用的緩存分兩種，一是進(jìn)程內(nèi)緩存，就是使用java應(yīng)用的虛擬機(jī)內(nèi)存來進(jìn)行緩存；另一個(gè)是進(jìn)程外緩存，比如：redis。

相比較而言，進(jìn)程內(nèi)緩存比進(jìn)程外緩存快很多，而且編碼也簡(jiǎn)單；但是，進(jìn)程內(nèi)緩存的存儲(chǔ)量有限，使用的是java應(yīng)用虛擬機(jī)的內(nèi)存，而且每個(gè)應(yīng)用都要存儲(chǔ)一份，有一定的資源浪費(fèi)。進(jìn)程外緩存相比進(jìn)程內(nèi)緩存，會(huì)慢些，但是，存儲(chǔ)空間可以橫向擴(kuò)展，不受限制。

5.1 進(jìn)程內(nèi)緩存

Ehcache
Cacheonix
ASimpleCache
JBoss Cache
Voldemort

5.2 進(jìn)程外緩存

Redis
Mencached

六、ehcache

EhCache 是一個(gè)純Java的進(jìn)程內(nèi)緩存框架，具有快速、精干等特點(diǎn)，是Hibernate中默認(rèn)的CacheProvider。
主要的特性有：

1. 快速、簡(jiǎn)單，提供多種緩存策略
2. 緩存數(shù)據(jù)有兩級(jí)：內(nèi)存和磁盤，因此無需擔(dān)心容量問題
3. 緩存數(shù)據(jù)會(huì)在虛擬機(jī)重啟的過程中寫入磁盤
4. 可以通過RMI、可插入API等方式進(jìn)行分布式緩存
5. 具有緩存和緩存管理器的偵聽接口
6. 支持多緩存管理器實(shí)例，以一個(gè)實(shí)例的多個(gè)緩存區(qū)域

七、Redis

redis是一個(gè)遠(yuǎn)程內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，可以存儲(chǔ)鍵（key）與5種不同類型的值（value）之間的映射，可以將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的鍵值對(duì)數(shù)據(jù)持久化到硬盤，可以使用復(fù)制特性擴(kuò)展讀性能，還可以使用客戶端分片來擴(kuò)展寫性能。

主要的特性有：

1. redis的數(shù)據(jù)完全存儲(chǔ)在內(nèi)存中，磁盤只用于持久性，所以redis的速度非?？?；
2. redis擁有較為豐富的數(shù)據(jù)類型；
3. redis的操作都是原子性的，所以在異步的時(shí)候也是安全的；
4. redis可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到任意數(shù)量的從機(jī)。

7.1 redis數(shù)據(jù)類型

7.2 使用場(chǎng)景

STRING

String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型，普通的key/value存儲(chǔ)都可以使用此類型。比如分布式系統(tǒng)下，用戶登錄信息的共享，使用userguid

LIST

List就是鏈表，可以存儲(chǔ)有先后順序的數(shù)據(jù)，比如：文章列表、最新消息。也可以基于此實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列。

SET

與list類似是一個(gè)列表的功能，特殊之處在于set是可以自動(dòng)排重的，當(dāng)你需要存儲(chǔ)一個(gè)列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，set是一個(gè)很好的選擇。比如：用戶關(guān)注

HASH

存儲(chǔ)一些結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如：用戶信息

ZSET

sorted set的使用場(chǎng)景與set類似，區(qū)別是set不是自動(dòng)有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個(gè)優(yōu)先級(jí)(score)的參數(shù)來為成員排序，并且是插入有序的，即自動(dòng)排序。當(dāng)你需要一個(gè)有序的并且不重復(fù)的集合列表，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如：文章熱度排行

附錄

測(cè)試代碼：https://github.com/muyi911/px