为什么缓存Java对象？

Question

为什么我们需要缓存Java对象？有没有人能给我一个需要缓存对象的真实例子？另外，给出一些关于缓存设计、缓存类型以及多线程execution.What期间缓存的后果的一些观点。

既然内存中可以有普通的java对象，为什么我需要单独的缓存API。

Answer 1

您不需要缓存对象，但是您可能希望这样做，以节省内存、I/O和CPU资源等。

内存

例如，JVM可能会缓存Integer对象，每当您请求创建一个新对象时，它可能只返回一个具有相同值的已存在对象的引用。阅读有关Flyweight模式的更多信息。

CPU

您可以通过在缓存中存储需要大量CPU计算的结果来节省CPU资源。相关技术：Memoization。

I/O

通过在应用程序中缓存一些数据，您可以节省I/O，而不必在每次访问时都访问数据库、硬盘或网络。

请求示例：

假设您正在构建一个需要显示股票行情的网站，您将通过web API (网络I/O)读取它们。您只需要每分钟更新一次价格(不频繁的更改)。你的网站同时被多个用户使用(并发/多线程)。

缓存解决方案可以是每分钟读取一次股票价格，然后将其保存在线程安全的对象中。每个线程(代表来自并发用户的请求)将从该对象读取数据，而不是每次(网络I/O节省)都访问web API。

该对象是线程安全的，因此在每分钟更新一次时，线程不会以不一致的状态读取该缓存值。

，所以每个客户端都需要等待其他客户端完成其任务？

Sidenote:这是一个并发问题，而不是缓存问题。

不，不一定，因为有在读取时不会阻塞的线程安全结构。此外，在本例中，只有一个线程将对对象进行(周期性的一分钟价格更新)。

更详细地说，假设我们将这些股票价格缓存到一个ConcurrentHashMap<String, BigDecimal>中，其中字符串表示股票代码，"GOOG"，"ORCL"，"MSFT“等，而BigDecimal表示股票的价格/报价。

为了服务于您的用户，您将像这样从该映射中读取值：

price = quotesMap.get("GOOG"); // get Google stocks quote

ConcurrentHashMap.get()调用是线程安全的非阻塞(不需要锁定)调用，您的多个线程可以并发地从映射中进行检索。

所有的get()调用都将接收最新的完成的更新(由价格更新线程在调用ConcurrentHashMap.put()更新价格缓存时完成)，这一事实确保了安全性。

Answer 2

当创建对象的行为非常昂贵时，您希望缓存对象，这对于从磁盘读取数据而不是从ram读取数据，一直到高级编程语言，如Java，都是如此。如果创建一个对象需要10ms，从缓存中提取该对象需要1ms，如果您重用这些对象，您可以用10ms + 1ms创建对象并重用它，或者用10ms + 10ms创建对象两次。重用越多，缓存性能就越好。

当你写一个多线程程序时，你需要考虑对你的对象的并发访问，如果你有一个银行账户对象，两个线程读取余额并更新它，你可以结束两个线程读取相同的值，并在此基础上写入一个新值，所以两个as 100的存款可能导致您的银行余额仅增加as 100，因为第二个要更新的线程具有一个陈旧的当前余额值。

除了synchronized关键字之外，java.util.concurrent包中还有许多类用于处理并发性。这里有很多来自Oracle here的资源。