Java本地缓存技术选型（Guava Cache、Caffeine、EhCache）-编程知识

前言

对一个java开发者而言，提到缓存，第一反应就是Redis。利用这类缓存足以解决大多数的性能问题了，我们也要知道，这种属于remote cache（分布式缓存），应用的进程和缓存的进程通常分布在不同的服务器上，不同进程之间通过RPC或HTTP的方式通信。这种缓存的优点是缓存和应用服务解耦，支持大数据量的存储，缺点是数据要经过网络传输，性能上会有一定损耗。

与分布式缓存对应的是本地缓存，缓存的进程和应用进程是同一个，数据的读写都在一个进程内完成，这种方式的优点是没有网络开销，访问速度很快。缺点是受JVM内存的限制，不适合存放大数据。

本地缓存常用技术

本地缓存和应用同属于一个进程，使用不当会影响服务稳定性，所以通常需要考虑更多的因素，例如容量限制、过期策略、淘汰策略、自动刷新等。常用的本地缓存方案有：

Guava Cache
Caffeine
EhCache

基于Guava Cache实现本地缓存

Guava是Google团队开源的一款 Java 核心增强库，包含集合、并发原语、缓存、IO、反射等工具箱，性能和稳定性上都有保障，应用十分广泛。Guava Cache支持很多特性：

支持最大容量限制
支持两种过期删除策略（插入时间和访问时间）
支持简单的统计功能
基于LRU算法实现

引入依赖

<dependency><groupId>com.google.guava</groupId><artifactId>guava</artifactId><version>18.0</version>
</dependency>

简单的示例：

public class GuavaCacheTest {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建guava cacheCache<String, String> loadingCache = CacheBuilder.newBuilder()//cache的初始容量.initialCapacity(5)//cache最大缓存数.maximumSize(10)//设置写缓存后n秒钟过期.expireAfterWrite(17, TimeUnit.SECONDS)//设置读写缓存后n秒钟过期,实际很少用到,类似于expireAfterWrite//.expireAfterAccess(17, TimeUnit.SECONDS).build();String key = "key";// 往缓存写数据loadingCache.put(key, "v");// 获取value的值，如果key不存在，调用collable方法获取value值加载到key中再返回String value = loadingCache.get(key, new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {return getValueFromDB(key);}});// 删除keyloadingCache.invalidate(key);}private static String getValueFromDB(String key) {return "v";}
}

Caffeine

Caffeine 是基于 JAVA 8 的高性能缓存库。并且在 Spring5 (Springboot 2.x) 后，Spring 官方放弃了 Guava，而使用了性能更优秀的 Caffeine 作为默认缓存组件。

<dependency><groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId><artifactId>caffeine</artifactId><version>2.5.5</version>
</dependency>

使用Caffeine：

public class CaffeineCacheTest {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建guava cacheCache<String, String> loadingCache = Caffeine.newBuilder()//cache的初始容量.initialCapacity(5)//cache最大缓存数.maximumSize(10)//设置写缓存后n秒钟过期.expireAfterWrite(17, TimeUnit.SECONDS)//设置读写缓存后n秒钟过期,实际很少用到,类似于expireAfterWrite//.expireAfterAccess(17, TimeUnit.SECONDS).build();String key = "key";// 往缓存写数据loadingCache.put(key, "v");// 获取value的值，如果key不存在，获取value后再返回String value = loadingCache.get(key, CaffeineCacheTest::getValueFromDB);// 删除keyloadingCache.invalidate(key);}private static String getValueFromDB(String key) {return "v";}
}

相比Guava Cache来说，Caffeine无论从功能上和性能上都有明显优势。同时两者的API类似，使用Guava Cache的代码很容易可以切换到Caffeine，节省迁移成本。

EhCache

EhCache是一个纯Java的进程内缓存框架，具有快速、精干的特点。注意的这里的关键字进程，基于进程的缓存直觉告诉我们效率肯定要高一些，因为它直接在进程之内进行操作，但不同应用之间缓存的共享可能就会有问题。

EhCache是Hibernate中默认的CacheProvider，Spring Boot也对其进行了支持，Spring中提供的缓存抽象也支持对EhCache缓存框架的绑定，而且支持基于注解的方式来使用。因此，EhCache是一款被广泛使用的基于Java的高速缓存框架，使用起来也非常方便。

EhCache提供了多种缓存策略，主要分为内存和磁盘两级，是一款面向通用缓存、Java EE和轻量级容器的缓存框架。

<dependency><groupId>org.ehcache</groupId><artifactId>ehcache</artifactId><version>3.8.0</version>
</dependency>

使用EhCache

public class EncacheTest {public static void main(String[] args) throws Exception {// 声明一个cacheBuilderCacheManager cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder().withCache("encacheInstance", CacheConfigurationBuilder//声明一个容量为20的堆内缓存.newCacheConfigurationBuilder(String.class,String.class, ResourcePoolsBuilder.heap(20))).build(true);// 获取Cache实例Cache<String,String> myCache =  cacheManager.getCache("encacheInstance", String.class, String.class);// 写缓存myCache.put("key","v");// 读缓存String value = myCache.get("key");// 移除换粗cacheManager.removeCache("myCache");cacheManager.close();}
}