Java緩存的知識點有哪些

今天小編給大家分享一下Java緩存的知識點有哪些的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

一、緩存能用來做什么？

大多數人對于緩存的理解就是，當我們打開一個頁面或是一個APP，當它們打開的速度很慢的時候，都會想到引入緩存，這樣打開就會更快。

從技術這一方面來說，緩存之所以能夠提高訪問速度，是因為緩存是基于內存去建立的。而內存的讀寫速度相對于硬盤是快很多的，所以用內存代替硬盤作為讀寫的介質，自然就會大大提升了訪問數據的速度。

二、運用方式：預讀取和延遲寫

除了上述的過程之外，緩存另外兩個重要的運用方式：預讀取和延遲寫。

2.1 預讀取

從字面意思來看就是預先讀取，實際意義也確實如此。預讀取就是提前把將要讀取的數據載入，也就是在系統中把硬盤中的一部分數據提前加載到內存中，然后對外提供服務。

那么這么做的意義是什么？

因為有些系統一旦啟動就會有數以萬計的請求涌進來，假設讓這些請求直接打到數據庫上，非常大的可能就是會讓數據庫的壓力劇增，數據庫就會被掛掉，而導致無法正常響應。

預讀取就是為了解決這樣的問題。

2.2 延遲寫

如果說預讀取就是在數據出口加一道緩沖區，那么延遲寫則是在數據入口加一道緩沖區。

由于數據庫的寫入速度要比讀取速度慢，因此在寫入的時候就需要一系列的保證數據正確性的機制。所以，要想提升寫入速度，或是分庫分表，或是通過緩存加一道緩沖，再一次性批量寫入磁盤。引入分庫分表的復雜度遠大于引入緩存，一般都是優先考慮引入緩存的方案。

這種緩存方案就是延遲寫，它是預先將準備寫入磁盤或數據庫的數據，暫時寫入到內存，然后返回成功，再定時分批將內存中的數據寫入到磁盤。

三、哪些可以加緩存？

在緩存之前需要考慮我們要緩存的是什么？符合什么樣特點的數據才需要加緩存？因為緩存算是一個額外的成本投入，所以加了緩存要體現它的價值。

先引入衡量數據的兩個標準：

熱點數據：被高頻訪問，如每秒幾十次以上。

靜態數據：很少變動，讀取要大于寫入。

每個設立點都會擋掉一些流量，最終會形成以下的漏斗形效果，以此可以保護后面的系統以及最后的數據庫。

這些設立點就像是紅綠燈，如果沒有紅綠燈就容易發生事故，或是造成交通癱瘓等等。緩存設立點就是防止請求大量涌入，導致無法正常訪問。

四、緩存類別

上文已經羅列了緩存的幾種類別，接下我們將會對這些緩存類別進行介紹。

4.1 瀏覽器緩存

瀏覽器是離用戶最近的，可以用來作為緩存的地方，而且借助的是用戶的資源，性價比是幾種里面最好的，可以讓用戶分擔一些壓力。

進入瀏覽器的開發者工具，有 from cache 、from memory cache 和 from disk cache 的時候，說明數據已經被緩存在用戶的終端設備上，在沒網的時候也可能訪問到一部分的內容就是這個原因。

瀏覽器會幫助我們完成這個過程，一般適用于圖片、 js 和 css等這些資源的緩存。

瀏覽器緩存的劣勢就是我們對它的掌控力比較差，沒有發起新的請求的情況下，是無法主動去更新數據。

4.2 CDN緩存

提供CDN服務的服務商，在全國乃至全世界部署了大量的服務節點。我們就可以將數據分發到遍布各地服務器上作為緩存，當用戶訪問時可以讀取就近的服務器上的緩存數據。這樣就可以分攤壓力和提升了加速效果。

要注意的是，由于節點眾多，更新緩存數據會比較慢，一般至少是分鐘級別，所以該緩存適用于不經常變動的靜態數據。

4.3 網關（代理）緩存

我們經常會在源站前面加上一層網管，目的是為了做一些安全機制或者作為同一分流策略的入口。

在這里設立一個緩存，能夠攔下來請求，其背后的源站也是收益很大的，減少了大量的 CPU 運算。常用的網關緩存有 Varnish、Squid、Nginx。

4.4 進程內緩存

一個請求能夠到這里來，說明是“業務相關”，需要經過業務邏輯的運算。從這里開始，對緩存的引入成本相對于前三者而言，要大大的增加了，這是因為對緩存與數據庫之間的‘數據一致性’要求更高了。

4.5 進程外緩存

這里是大多數程序員所熟悉的地方，就是 Redis 和 Memcached 之類，或者也可以自己單獨寫一個程序來轉存放緩存數據，提供給其他程序遠程調用。

4.6 數據庫緩存

數據庫緩存是數據庫的內部機制，一般都會給出設置緩存空間大小的配置來讓你進行干預。

最后，磁盤本身也是有緩存的，所以能夠讓數據平穩地寫入到磁盤，可謂是經歷了一波三折。

五、緩存可能出現的問題

既然緩存作用如此大，那是不是就越多越好呢？只要速度慢就加緩存來解決？其實不然，緩存既有好的一面，也會有負面的一面。

5.1 緩存雪崩

問題：大量請求并發進入緩存時，可能由于某些原因緩沖效果未能正常執行，即便是在很短的時間內，就會導致請求全部轉入數據庫，從而造成數據庫壓力過重。

解決：可以通過“加鎖排隊”或者“緩存時間增加隨機值”來解決此類問題。

5.2 緩存穿透

和緩存雪崩很相似，區別在于穿透會持續更長的時間。這是因為每次的 cache miss 后依然無法從數據源把數據加載到緩存，導致持續產生cache miss。

可以通過“布隆過濾器”或者“緩存空對象”來解決此類問題。

5.3 緩存并發

一個緩存 key 下的數據被同時 set，怎么保證業務的準確性？如果進程內、進程外、數據庫三者的緩存一起用的情況下？

使用“先DB再緩存”的方式，并且緩存操作用 delete 而不是 set。

5.4 緩存無底洞

雖然分布式緩存是可以無線橫向擴展的，但是，集群下的節點也不是越多越好。緩存也是符合“邊際效用遞減”規律的。

5.5 緩存淘汰

內存的容量是有限的，如果請求的數據量是大量的，那么根據具體情況進行一定的淘汰策略是必不可少的。例如：LRU、LFU和FIFO等等。

以上就是“Java緩存的知識點有哪些”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會為大家更新不同的知識，如果還想學習更多的知識，請關注億速云行業資訊頻道。