Condivisione della tecnologia

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

1. Panoramica sulla memorizzazione nella cache

La cache è una tecnologia per l'archiviazione dei dati che consente alle applicazioni di recuperare rapidamente i dati dalla memoria senza doverli leggere ogni volta dal disco o da altri dispositivi di archiviazione più lenti. Nello sviluppo Java, la memorizzazione nella cache viene spesso utilizzata per migliorare le prestazioni del sistema, ridurre il numero di accessi al database e ottimizzare l'utilizzo delle risorse.

2. Scenari di utilizzo della cache

1. Elevata ripetibilità dei dati: ad esempio, per i dati richiesti di frequente, come elenchi di prodotti popolari, record di navigazione recenti degli utenti, ecc., la memorizzazione nella cache può evitare di accedere al database per ciascuna richiesta, migliorando così la velocità di risposta.

Esempio:

 // 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. Bassa frequenza di aggiornamento dei dati: per i dati aggiornati meno frequentemente, come informazioni utente di base, parametri di configurazione, ecc., è possibile utilizzare la memorizzazione nella cache per ridurre la pressione di lettura e scrittura sul database.

Esempio:

// 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. Grandi quantità di dati: per operazioni di query con grandi quantità di dati, come query di paging, query di aggregazione e così via, la memorizzazione nella cache può ridurre il carico sul database e migliorare l'efficienza delle query.

Esempio:

// 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. Precauzioni per la memorizzazione nella cache

1. Problema di coerenza della cache: quando i dati vengono aggiornati, come garantire che i dati nella cache rimangano sincronizzati con il database? L'approccio usuale consiste nell'utilizzare strategie di invalidamento della cache, come l'impostazione del tempo di scadenza, il monitoraggio delle modifiche al database, ecc.

Esempio:

// 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. Limite di capacità della cache: la cache non è infinita. È necessario pianificare ragionevolmente la capacità della cache in base alla situazione reale per evitare un degrado delle prestazioni del sistema dovuto all'overflow della cache.

Esempio:

// 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. Problemi di sicurezza della cache: i dati nella cache possono contenere informazioni sensibili, come password, importi degli ordini, ecc. È necessario adottare misure di crittografia corrispondenti per garantire la sicurezza dei dati.

Esempio:

// 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. Vantaggi e svantaggi della memorizzazione nella cache

vantaggio:

1. Migliorare le prestazioni del sistema: attraverso la memorizzazione nella cache, l'accesso diretto al database viene ridotto e la velocità di risposta del sistema viene migliorata.
2. Ridurre il carico del database: la memorizzazione nella cache può ridurre efficacemente la pressione di lettura e scrittura sul database, soprattutto in scenari con elevata concorrenza.
3. Logica del codice semplificata: tramite la memorizzazione nella cache, la logica di query complessa può essere incapsulata nel servizio cache, semplificando l'implementazione del codice client.

discordanza:

1. Problemi di coerenza dei dati: a causa dell'esistenza della cache, potrebbero verificarsi incoerenze dei dati, che richiedono meccanismi di progettazione e gestione aggiuntivi per essere risolti.
2. Ritardo nell'aggiornamento della cache: quando i dati vengono aggiornati, potrebbe essere necessario del tempo per l'aggiornamento dei dati nella cache, il che potrebbe portare a incoerenze dei dati.
3. La gestione della cache è complessa: la pianificazione della capacità della cache, le strategie di invalidamento, la sincronizzazione dei dati e altre questioni richiedono agli sviluppatori di considerare e gestire attentamente.

5. Riepilogo:

Nello sviluppo Java, il caching è una tecnologia molto importante che può migliorare significativamente le prestazioni e la stabilità del sistema. Tuttavia, l'utilizzo corretto della cache richiede anche che gli sviluppatori abbiano determinate esperienze e competenze. Solo comprendendo appieno i principi di funzionamento e gli scenari applicativi del caching possiamo sfruttare meglio i suoi vantaggi ed evitare potenziali problemi.