理解缓存抽象

缓存 vs 缓冲区

“缓冲区”（buffer）和“缓存”（cache）这两个术语往往可以互换使用。然而，请注意它们代表着不同的事物。传统上，缓冲区被用作快速实体和慢速实体之间数据的中间临时存储。由于一方必须等待另一方（这会影响性能），缓冲区通过允许一次移动整个数据块而不是小块数据来缓解这种情况。数据只从缓冲区写入和读取一次。此外，缓冲区对至少一个了解它的实体是可见的。

另一方面，缓存，根据定义，是隐藏的，双方都不知道缓存正在发生。它也提高了性能，但通过允许相同的数据以快速的方式多次读取来实现。

你可以在此处找到关于缓冲区和缓存之间差异的进一步解释。

其核心在于，缓存抽象将缓存应用于 Java 方法，从而根据缓存中可用的信息减少执行次数。也就是说，每次调用目标方法时，抽象都会应用缓存行为，检查该方法是否已针对给定参数被调用。如果已调用，则直接返回缓存结果，无需调用实际方法。如果方法尚未调用，则调用该方法，并将结果缓存并返回给用户，以便下次调用该方法时，返回缓存结果。通过这种方式，开销大的方法（无论是 CPU 密集型还是 IO 密集型）对于给定的一组参数只需调用一次，结果即可重复使用，而无需再次实际调用该方法。缓存逻辑透明地应用，不会对调用者造成任何干扰。

这种方法仅适用于那些无论调用多少次，都保证针对给定输入（或参数）返回相同输出（结果）的方法。

缓存抽象提供了其他与缓存相关的操作，例如更新缓存内容或删除一个或所有条目的能力。如果缓存处理的数据在应用程序运行过程中可能发生变化，这些操作会很有用。

与 Spring 框架中的其他服务一样，缓存服务是一种抽象（而不是缓存实现），需要使用实际存储来存储缓存数据——也就是说，该抽象使你无需编写缓存逻辑，但它不提供实际的数据存储。这种抽象由 org.springframework.cache.Cache 和 org.springframework.cache.CacheManager 接口实现。

Spring 提供了该抽象的一些实现：基于 JDK java.util.concurrent.ConcurrentMap 的缓存、Gemfire 缓存、Caffeine 以及符合 JSR-107 标准的缓存（例如 Ehcache 3.x）。有关插入其他缓存存储和提供程序的信息，请参阅插入不同的后端缓存。

缓存抽象对多线程和多进程环境没有特殊处理，因为此类功能由缓存实现负责处理。

如果您处于多进程环境（即，应用程序部署在多个节点上），您需要相应地配置您的缓存提供程序。根据您的用例，在多个节点上复制相同的数据可能就足够了。但是，如果您在应用程序运行过程中更改数据，您可能需要启用其他传播机制。

缓存特定项直接等同于通过编程缓存交互找到的典型“get-if-not-found-then-proceed-and-put-eventually”代码块。不应用锁，并且多个线程可能尝试并发加载同一项。驱逐也适用相同的情况。如果多个线程尝试并发更新或驱逐数据，您可能会使用过时的数据。某些缓存提供程序在该领域提供高级功能。有关更多详细信息，请参阅您的缓存提供程序的文档。

要使用缓存抽象，您需要注意两个方面

  • 缓存声明：识别需要缓存的方法及其策略。

  • 缓存配置：存储数据并从中读取数据的后端缓存。

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