caffeine在项目中的实践

情景:

在一次服务改造过程中,将一些上报性质的业务与主业务进行剥离出来,中间需要对数据字段进行填充,会产生很多次的RPC,或者其他的IO操作,为了避免频繁的RPC或者IO操作,从而提升整个业务的处理耗时,所以对其中的大部分数据进行缓存

方案一:

首先第一跳出来的本地缓存框架是使用guava,因为在内部其他同事负责的模块里面有使用这个内存框架的业务,所以上手起来比较容易,出问题起来也比较好解决;so,最初方案选择就是基于guava去实现了这部分功能,并且也上线了,具体用法这里不做赘述,毕竟网上对guava的介绍还是很多,可以自行百度;

上线后出现的问题:
问题1: 机器cpu使用率不高,但是load负载呈周期性变化,每80-90分钟就会出现一个突刺;(怀疑可能与缓存框架有关,查询其他的指标例如磁盘io,线程数过多等都在正常值)

问题2:对guava的一些策略使用的不够正确,最开始使用的expireAfterWrite,导致刷新的时候可能会阻塞;当使用refreshAfterWrite策略时,没有配置expireAfterWrite,就会产生过期的key不会被回收,因为refresh是基于get请求来刷新对应key,同时因为加载的时候走的是同步加载会阻塞当前的进程,影响整体性能;

以上问题给予guava缓存可以通过一些复杂的改造方案去实现它的功能,解决以上的问题,由于同事的推荐建议考虑学习下caffeine,也是基于guava cache做的,so,我去了解并且学习了下;

方案二:

Caffeine是基于JAVA 1.8 Version的高性能缓存库。Caffeine提供的内存缓存使用参考Google guava的API。Caffeine是基于Google Guava Cache设计经验上改进的成果;
看上以上这段文字以后,我就喜欢这个框架了,因为本人比较熟悉java1.8;
查询github上的一些文档以及官方性能对比;

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引自文章链接:https://www.jianshu.com/p/3434991ad075
可以看到Caffeine的性能是最高的,并且相关的文档也比较成熟;所以果断进行改造;

使用方式有很多种,但是我查询了下缺少一些异步加载demo,所以我这楼阐述下异步加载的方式:
构造cache

private ExecutorService commonExecutorService;

AsyncLoadingCache<String, Optional<String>>  ramCache = Caffeine.newBuilder().executor(commonExecutorService).expireAfterAccess(timeOut, TimeUnit.SECONDS)
                .refreshAfterWrite(180, TimeUnit.SECONDS).initialCapacity(16).maximumSize(500)
                .removalListener((com.github.benmanes.caffeine.cache.RemovalListener<String, Optional<String>>) (key, value, cause) -> log.info("key:[{}],value:[{}]被移除了,原因:{}", key, value,cause))
                .buildAsync(new AsyncCacheLoader<String, Optional<String>>() {
                    @Override
                    public @NonNull CompletableFuture<Optional<String>> asyncLoad(@NonNull String key, @NonNull Executor executor) {
                  
                      //记载缓存的业务方法
                        },executor);
                    }
                });
//以上是构造了一个异步加载的本地缓存,传入了自定义的线程池,设置了两种策略,一种是基于最后一次访问的时间过期策略,一种是基于时间的刷新策略,
初始大小为16,最大为500,并设置了监听器,打印相关日志,设置异步加载策略,里面使用传入的线程池进行加载
注意:本地缓存里如果需要放null值的话,必须用optional,否则会报错;
其余使用方式与guava cache一致





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