Partage de technologie

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1. Présentation de la mise en cache

Le cache est une technologie de stockage de données qui permet aux applications de récupérer rapidement des données de la mémoire sans avoir à les lire à chaque fois sur un disque ou d'autres périphériques de stockage plus lents. Dans le développement Java, la mise en cache est souvent utilisée pour améliorer les performances du système, réduire le nombre d'accès aux bases de données et optimiser l'utilisation des ressources.

2. Scénarios d'utilisation du cache

1. Répétabilité élevée des données : par exemple, pour les données fréquemment interrogées, telles que les listes de produits populaires, les enregistrements de navigation récents des utilisateurs, etc., la mise en cache peut éviter d'accéder à la base de données pour chaque requête, améliorant ainsi la vitesse de réponse.

Exemple:

 // 假设有一个热门商品列表，需要频繁查询
List<Product> hotProducts = getHotProductsFromDatabase();

// 将热门商品列表缓存起来
Map<String, List<Product>> hotProductCache = new HashMap<>();
hotProductCache.put("hot_products", hotProducts);

// 当需要获取热门商品列表时，首先检查缓存是否已经存在
if (hotProductCache.containsKey("hot_products")) {
    hotProducts = hotProductCache.get("hot_products");
} else {
    // 如果缓存不存在，则从数据库获取并更新缓存
    hotProducts = getHotProductsFromDatabase();
    hotProductCache.put("hot_products", hotProducts);
}

// 使用缓存中的热门商品列表
for (Product product : hotProducts) {
    System.out.println(product.getName());
}
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2. Faible fréquence de mise à jour des données : pour les données mises à jour moins fréquemment, telles que les informations utilisateur de base, les paramètres de configuration, etc., la mise en cache peut être utilisée pour réduire la pression de lecture et d'écriture sur la base de données.

Exemple:

// 假设有一个用户基本信息，更新频率较低
User user = getUserFromDatabase(userId);

// 将用户基本信息缓存起来
Map<String, User> userCache = new HashMap<>();
userCache.put(userId, user);

// 当需要获取用户基本信息时，首先检查缓存是否已经存在
if (userCache.containsKey(userId)) {
    user = userCache.get(userId);
} else {
    // 如果缓存不存在，则从数据库获取并更新缓存
    user = getUserFromDatabase(userId);
    userCache.put(userId, user);
}

// 使用缓存中的用户基本信息
System.out.println(user.getName());
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3. Grande quantité de données : pour les opérations de requête avec de grandes quantités de données, telles que les requêtes de pagination, les requêtes d'agrégation, etc., la mise en cache peut réduire la charge sur la base de données et améliorer l'efficacité des requêtes.

Exemple:

// 假设有一个分页查询结果集，数据量较大
List<PageResult> pageResults = getLargeDataFromDatabase(pageNumber, pageSize);

// 将分页查询结果集缓存起来
Map<Integer, List<PageResult>> pageResultCache = new HashMap<>();
pageResultCache.put(pageNumber, pageResults);

// 当需要获取分页查询结果集时，首先检查缓存是否已经存在
if (pageResultCache.containsKey(pageNumber)) {
    pageResults = pageResultCache.get(pageNumber);
} else {
    // 如果缓存不存在，则从数据库获取并更新缓存
    pageResults = getLargeDataFromDatabase(pageNumber, pageSize);
    pageResultCache.put(pageNumber, pageResults);
}

// 使用缓存中的分页查询结果集
for (PageResult result : pageResults) {
    System.out.println(result.getContent());
}
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3. Précautions de mise en cache

1. Problème de cohérence du cache : Lorsque les données sont mises à jour, comment s'assurer que les données du cache restent synchronisées avec la base de données ? L'approche habituelle consiste à utiliser des stratégies d'invalidation du cache, telles que la définition du délai d'expiration, la surveillance des modifications de la base de données, etc.

Exemple:

// 假设有一个用户信息，需要实时更新
User user = getUserFromDatabase(userId);

// 将用户信息缓存起来，并设置过期时间
Map<String, User> userCache = new HashMap<>();
userCache.put(userId, user);
userCache.get(userId).setExpirationTime(System.currentTimeMillis() + EXPIRATION_TIME_IN_MILLIS);

// 当用户信息更新时，需要清除缓存
userCache.remove(userId);

// 当需要获取用户信息时，首先检查缓存是否已经存在
if (userCache.containsKey(userId)) {
   user = userCache.get(userId);
} else {
   // 如果缓存不存在，则从数据库获取并更新缓存
   user = getUserFromDatabase(userId);
   userCache.put(userId, user);
}

// 使用缓存中的用户信息
System.out.println(user.getName());
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2. Limite de capacité du cache : Le cache n'est pas infini. Il est nécessaire de planifier raisonnablement la capacité du cache en fonction de la situation réelle pour éviter une dégradation des performances du système due à un débordement du cache.

Exemple:

// 假设有一个缓存容器，需要根据实际情况合理规划缓存容量
Map<String, Object> cacheContainer = new HashMap<>();
int maxCacheSize = MAX_CACHE_SIZE;
while (cacheContainer.size() > maxCacheSize) {
   // 清除最久未被访问的缓存项
   cacheContainer.remove(cacheContainer.firstKey());
}

// 当需要添加新的缓存项时，先检查容量是否已满
if (cacheContainer.size() < maxCacheSize) {
   // 添加新的缓存项
   cacheContainer.put(key, value);
}
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3. Problèmes de sécurité du cache : les données du cache peuvent contenir des informations sensibles, telles que des mots de passe, le montant des commandes, etc. Des mesures de cryptage correspondantes doivent être prises pour garantir la sécurité des données.

Exemple:

// 假设有一个密码，需要进行加密处理后再缓存
String password = "my_password";
byte[] encryptedPassword = encrypt(password);
Map<String, byte[]> passwordCache = new HashMap<>();
passwordCache.put(userId, encryptedPassword);

// 当需要获取密码时，首先检查缓存是否已经存在
if (passwordCache.containsKey(userId)) {
   byte[] decryptedPassword = decrypt(passwordCache.get(userId));
   String passwordFromCache = new String(decryptedPassword);
   System.out.println("Password from cache: " + passwordFromCache);
} else {
   // 如果缓存不存在，则从数据库获取并更新缓存
   String passwordFromDatabase = getUserPasswordFromDatabase(userId);
   byte[] encryptedPassword = encrypt(passwordFromDatabase);
   passwordCache.put(userId, encryptedPassword);
}

// 使用缓存中的密码
System.out.println("Password from database: " + passwordFromDatabase);
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4. Avantages et inconvénients de la mise en cache

avantage:

1. Améliorer les performances du système : grâce à la mise en cache, l'accès direct à la base de données est réduit et la vitesse de réponse du système est améliorée.
2. Réduire la charge de la base de données : la mise en cache peut réduire efficacement la pression de lecture et d'écriture sur la base de données, en particulier dans les scénarios à forte concurrence.
3. Logique de code simplifiée : grâce à la mise en cache, une logique de requête complexe peut être encapsulée dans le service de cache, simplifiant ainsi la mise en œuvre du code client.

défaut:

1. Problèmes de cohérence des données : en raison de l'existence d'un cache, des incohérences des données peuvent survenir, ce qui nécessite des mécanismes de conception et de gestion supplémentaires pour être résolus.
2. Délai de mise à jour du cache : lorsque les données sont mises à jour, la mise à jour des données dans le cache peut prendre un certain temps, ce qui peut entraîner une incohérence des données.
3. La gestion du cache est complexe : la planification de la capacité du cache, les stratégies d'invalidation, la synchronisation des données et d'autres problèmes nécessitent que les développeurs les examinent et les gèrent soigneusement.

5. Résumé :

Dans le développement Java, la mise en cache est une technologie très importante qui peut améliorer considérablement les performances et la stabilité du système. Cependant, pour utiliser correctement le cache, les développeurs doivent également posséder certaines expériences et compétences. Ce n'est qu'en comprenant parfaitement les principes de fonctionnement et les scénarios d'application de la mise en cache que nous pourrons mieux exploiter ses avantages et éviter les problèmes potentiels.