小白都能看懂的緩存入門

緩存是程序員必須了解的技術(shù)，無(wú)論是前端、后端還是客戶端，大到復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)，小到 CPU 或是芯片，都少不了緩存的影子。

下面只需 5 分鐘，帶你入門緩存技術(shù)。

什么是緩存？

緩存（Cache）本意是指可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)器，通俗點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)將數(shù)據(jù)提前存放到內(nèi)存，以提高訪問(wèn)速度。

在我們?cè)O(shè)計(jì)程序或算法時(shí)，有兩個(gè)基本指標(biāo)，即時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。有時(shí)，我們的程序無(wú)法同時(shí)滿足二者，就只能以時(shí)間換空間，或者以空間換時(shí)間。緩存是以空間換時(shí)間思想的典型應(yīng)用，犧牲一部分內(nèi)存空間，能夠得到數(shù)百倍的讀取性能提升。

緩存最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鍵值對(duì)（Key/Value），類似字典，即一個(gè) Key 對(duì)應(yīng)一個(gè) Value，訪問(wèn)緩存時(shí)通過(guò) Key 獲取 Value。

為什么需要緩存？

最簡(jiǎn)單的后端系統(tǒng)只需要一個(gè)應(yīng)用服務(wù)（比如 Tomcat）和持久化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)（如 MySQL），對(duì)于一個(gè)訪問(wèn)量很小的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這樣的架構(gòu)就足夠了。

緩存類別

本地緩存

class LocalCache {
  private static Map<String, Object> cache = new HashMap<>();
  private LocalCache() {}
  public static void put(String key, Object value) {    cache.put(key, value);  }
  public static Object get(String key) {    return cache.get(key);  }
}

分布式緩存

多級(jí)緩存

緩存淘汰策略

LRU 最近最少使用

近似 LRU 算法

TTL 超時(shí)時(shí)間

LFU 最少使用

FIFO 先進(jìn)先出

Second-Chance

Random 隨機(jī)

緩存實(shí)現(xiàn)

Caffeine

Guava Cache

Ehcache

Memcached

Redis

Spring Cache

沒(méi)有銀彈