Berbagi teknologi

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

1. Ikhtisar Caching

Cache adalah teknologi untuk menyimpan data yang memungkinkan aplikasi mengambil data dari memori dengan cepat tanpa harus membacanya dari disk atau perangkat penyimpanan lain yang lebih lambat setiap saat. Dalam pengembangan Java, caching sering digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem, mengurangi jumlah akses database, dan mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya.

2. Skenario penggunaan cache

1. Pengulangan data yang tinggi: Misalnya, untuk data yang sering ditanyakan, seperti daftar produk populer, catatan penjelajahan terbaru pengguna, dll., caching dapat menghindari masuk ke database untuk setiap permintaan, sehingga meningkatkan kecepatan respons.

Contoh:

 // 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());
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

2. Frekuensi pembaruan data rendah: Untuk data yang lebih jarang diperbarui, seperti informasi dasar pengguna, parameter konfigurasi, dll., caching dapat digunakan untuk mengurangi tekanan baca dan tulis pada database.

Contoh:

// 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());
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

3. Data dalam jumlah besar: Untuk operasi kueri dengan data dalam jumlah besar, seperti kueri paging, kueri agregasi, dll., caching dapat mengurangi beban pada database dan meningkatkan efisiensi kueri.

Contoh:

// 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());
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

3. Tindakan pencegahan dalam cache

1. Masalah konsistensi cache: Ketika data diperbarui, bagaimana memastikan bahwa data dalam cache tetap tersinkronisasi dengan database? Pendekatan yang biasa dilakukan adalah dengan menggunakan strategi pembatalan cache, seperti mengatur waktu kedaluwarsa, memantau perubahan database, dll.

Contoh:

// 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());
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

2. Batas kapasitas cache: Cache tidak terbatas. Kapasitas cache perlu direncanakan secara wajar sesuai dengan situasi aktual untuk menghindari penurunan kinerja sistem karena kelebihan cache.

Contoh:

// 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);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

3. Masalah keamanan cache: Data dalam cache mungkin berisi informasi sensitif, seperti kata sandi, jumlah pesanan, dll. Tindakan enkripsi yang sesuai perlu diambil untuk memastikan keamanan data.

Contoh:

// 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);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

4. Keuntungan dan kerugian dari cache

keuntungan:

1. Meningkatkan kinerja sistem: Melalui caching, akses langsung ke database dikurangi dan kecepatan respons sistem ditingkatkan.
2. Mengurangi beban database: Caching dapat secara efektif mengurangi tekanan baca dan tulis pada database, terutama dalam skenario konkurensi tinggi.
3. Logika kode yang disederhanakan: Melalui caching, logika kueri yang kompleks dapat dienkapsulasi ke dalam layanan cache, sehingga menyederhanakan implementasi kode klien.

kekurangan:

1. Masalah konsistensi data: Karena adanya cache, ketidakkonsistenan data dapat terjadi, yang memerlukan mekanisme desain dan manajemen tambahan untuk menyelesaikannya.
2. Penundaan pembaruan cache: Saat data diperbarui, mungkin diperlukan beberapa saat agar data di cache diperbarui, yang dapat menyebabkan ketidakkonsistenan data.
3. Manajemen cache itu rumit: Perencanaan kapasitas cache, strategi pembatalan validasi, sinkronisasi data, dan masalah lainnya mengharuskan pengembang untuk mempertimbangkan dan mengelolanya dengan cermat.

5. Ringkasan:

Dalam pengembangan Java, caching adalah teknologi yang sangat penting yang dapat meningkatkan kinerja dan stabilitas sistem secara signifikan. Namun, menggunakan cache dengan benar juga mengharuskan pengembang memiliki pengalaman dan keterampilan tertentu. Hanya dengan memahami sepenuhnya prinsip kerja dan skenario penerapan caching, kita dapat memanfaatkan kelebihannya dengan lebih baik dan menghindari potensi masalah.