java 怎样创建一个高效的缓存方法

本文从线程不安全、线程安全、高性能三个方面一步步优化缓存模型，如果有疑问或者写的不好的地方可以留言沟通

1. 缓存模型（线程不安全）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class CacheDemo {
 
    //声明一个map,用来作为缓存模型
    private static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
 
    public  static Object getValue(String key) {
        Object value = map.get(key);
        if (value == null) {
            value = "abc";//这里是去数据库查询
            map.put(key, value);//将数据放到缓存模型中
        }
        return value;
    }
}

从上面的代码可以看出，当10个线程同时访问的时候，会出现到数据查询次数也是10次，这样数据库访问压力大，不推荐使用

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2. 缓存模型（线程安全）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class CacheDemo {
 
    //声明一个map,用来作为缓存模型
    private static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
 
    public synchronized static Object getValue(String key) {
        Object value = map.get(key);
        if (value == null) {
            value = "abc";//这里是去数据库查询
            map.put(key, value);//将数据放到缓存模型中
        }
        return value;
    }
}

在getValue方法上加上后，10个线程同时访问的话，减少了数据库访问压力，但是出现一个情况，就是线程之间要通过排队抢锁才能进行访问 

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3. 缓存模型（高性能）

3.1 通过synchronized设计

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class CacheDemo {
 
    //声明一个map,用来作为缓存模型
    private static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
 
    public static Object getValue(String key) {
        Object value = map.get(key);
        if(value==null){
            synchronized (key){
                if(value==null){
                    value="abc";//这里是去数据库查询
                    map.put(key,value);//将数据放到缓存模型中
                }
            }
        }
        return value;
    }
}

 从上面的代码设计可以看出，如果10个线程访问的数据已经存在于map中，不会出现竞争锁的情况，直接返回value，如果访问的数据不存在于map中，才会竞争锁进行数据库查询，并且只有第一个抢到锁的线程查询数据库，其他的线程拿到锁以后，发现value已经不为null了

3.2 通过ReadWriteLock设计
下面这个用的读写锁，设计思想和上面synchronized是一样的

 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
 
public class CacheDemo {
 
    //声明一个map,用来作为缓存模型
    private static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    //声明一个读写锁
    private static ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    
    
    public static Object getValue(String key) {
        Object value = null;
        try {
            rwl.readLock().lock();//开启读锁
            value = map.get(key);
            if (value == null) {
                try {
                    rwl.readLock().unlock();//关闭读锁
                    rwl.writeLock().lock();//开启写锁
                    if (value == null) {
                        value = "abc";//这里是去数据库查询
                        map.put(key, value);//将数据放到缓存模型中
                    }
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
                finally {
                    rwl.writeLock().unlock();//关闭写锁
                    rwl.readLock().lock();//开启读锁
                }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            rwl.readLock().unlock();//关闭读锁
        }
        return value;
    }
}