緩存的概念

　　在服務(wù)端編程當(dāng)中，緩存主要是指將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中，之后對(duì)該數(shù)據(jù)的訪問(wèn)都在內(nèi)存中完成，從而減少了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，解決了高并發(fā)場(chǎng)景中數(shù)據(jù)庫(kù)容易成為性能瓶頸的問(wèn)題；以及基于內(nèi)存的訪問(wèn)速度高于磁盤(pán)的訪問(wèn)速度的原理（數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)一般需要從磁盤(pán)讀取），提高了數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度和程序性能。

　　根據(jù)緩存是否與應(yīng)用進(jìn)程屬于同一進(jìn)程，可以將內(nèi)存分為本地緩存和分布式緩存。本地緩存是在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的內(nèi)存空間中緩存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)都是在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)完成；而分布式緩存是一個(gè)獨(dú)立部署的進(jìn)程并且一般都是與應(yīng)用進(jìn)程部署在不同的機(jī)器，故需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成分布式緩存數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作的數(shù)據(jù)傳輸。

　　本地緩存的優(yōu)缺點(diǎn)

　　1.訪問(wèn)速度快，但無(wú)法進(jìn)行大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　本地緩存相對(duì)于分布式緩存的好處是，由于數(shù)據(jù)不需要跨網(wǎng)絡(luò)傳輸，故性能更好，但是由于占用了應(yīng)用進(jìn)程的內(nèi)存空間，如Java進(jìn)程的JVM內(nèi)存空間，故不能進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　2.集群的數(shù)據(jù)更新問(wèn)題

　　與此同時(shí)，本地緩存只支持被該應(yīng)用進(jìn)程訪問(wèn)，一般無(wú)法被其他應(yīng)用進(jìn)程訪問(wèn)，故在應(yīng)用進(jìn)程的集群部署當(dāng)中，如果對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，存在數(shù)據(jù)更新，則需要同步更新不同部署節(jié)點(diǎn)的本地緩存的數(shù)據(jù)來(lái)包保證數(shù)據(jù)一致性，復(fù)雜度較高并且容易出錯(cuò)，如基于Redis的發(fā)布訂閱機(jī)制來(lái)同步更新各個(gè)部署節(jié)點(diǎn)。

　　3.數(shù)據(jù)隨應(yīng)用進(jìn)程的重啟而丟失

　　由于本地緩存的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在應(yīng)用進(jìn)程的內(nèi)存空間的，所以當(dāng)應(yīng)用進(jìn)程重啟時(shí)，本地緩存的數(shù)據(jù)會(huì)丟失。所以對(duì)于需要持久化的數(shù)據(jù)，需要注意及時(shí)保存，否則可能會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。

　　適用場(chǎng)景

　　所以本地緩存一般適合于緩存只讀數(shù)據(jù)，如統(tǒng)計(jì)類數(shù)據(jù)。或者每個(gè)部署節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的數(shù)據(jù)，如長(zhǎng)連接服務(wù)中，每個(gè)部署節(jié)點(diǎn)由于都是維護(hù)了不同的連接，每個(gè)連接的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的，并且隨著連接的斷開(kāi)而刪除。如果數(shù)據(jù)在集群的不同部署節(jié)點(diǎn)需要共享和保持一致，則需要使用分布式緩存來(lái)統(tǒng)一存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用集群的所有應(yīng)用進(jìn)程都在該統(tǒng)一的分布式緩存中進(jìn)行數(shù)據(jù)存取即可。

　　本地緩存的實(shí)現(xiàn)

　　緩存一般是一種key-value的鍵值對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以需要使用字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在Java編程中，常用的字典實(shí)現(xiàn)包括HashMap和ConcurretHashMap。

　　與此同時(shí)，本地緩存由于需要被不同的服務(wù)端線程并發(fā)讀寫(xiě)，故需要保證線程安全。由于HashMap不是線程安全的，而ConcurrentHashMap是線程安全的，故一般會(huì)使用ConcurrentHashMap來(lái)作為Java編程中的本地緩存實(shí)現(xiàn)。除此之外，也有其他更加智能的本地緩存實(shí)現(xiàn)，如可以定時(shí)失效，訪問(wèn)重新加載等特性，典型實(shí)現(xiàn)包括Google的guava工具包的Cache實(shí)現(xiàn)，這些也是線程安全的。
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