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Java設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)針對(duì)各種類型的緩存

更新時(shí)間：2023年11月16日 10:51:08 作者：代碼哲學(xué)

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Java如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)針對(duì)各種類型的緩存,文中的示例代碼講解詳細(xì),具有一定的學(xué)習(xí)價(jià)值,感興趣的小伙伴可以了解一下

1. 設(shè)計(jì)頂層接口

// 定義為一個(gè)泛型接口,提供給抽象類使用
public interface CacheManager<T> {
    // 獲取所有的緩存item
    List<T> getAll();
    // 根據(jù)條件獲取某些緩存item
    List<T> get(Predicate<T> predicate);
    // 設(shè)置緩存
    boolean set(T t);
    // 設(shè)置緩存list
    boolean set(List<T> tList);
}

有接口必定有實(shí)現(xiàn)類或者抽象類，實(shí)現(xiàn)接口。

那為了更好地控制子類的行為，可以做一個(gè)抽象類，控制子類行為。

分析：

抽象類作為緩存管理的話，那么就需要提供安全訪問(wèn)數(shù)據(jù)
需要考慮線程安全問(wèn)題。
花絮：不僅要滿足上述需求，而且讓代碼盡量簡(jiǎn)潔。

2. 設(shè)計(jì)抽象類 – AbstractCacheManager

屬性設(shè)計(jì)：

需要一個(gè)緩存
需要一個(gè)線程安全機(jī)制方案

行為設(shè)計(jì)：

自己的行為：

利用線程安全機(jī)制控制緩存的讀寫。
權(quán)限：僅自己可訪問(wèn)

后代的行為：

訪問(wèn)一些簡(jiǎn)單api方法即可實(shí)現(xiàn)安全訪問(wèn)緩存
權(quán)限：公共訪問(wèn)

設(shè)計(jì)模式：

包裹思想，將后代行為方法中，包裹一層安全訪問(wèn)的行為。

Java Code：

 // properties design:
protected ConcurrentMap<String, T> cache;

private ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

// subclass to implements these abstract methods.

protected abstract List<T> getAllByCache();

protected abstract void setByCache(T t);

protected abstract void setByCache(List<T> tList);

protected abstract List<T> getByCache(Predicate<T> predicate);

// next content needs to consider safety of multithreads. following methods do implements.
// entry to use
@Override
public final List<T> getAll() {
   return this.readLockThenGet(() -> this.getAllByCache());
}

@Override
public final List<T> get(Predicate<T> predicate) {
   return this.readLockThenGet(pre -> getByCache(pre), predicate);
}

@Override
public final boolean set(T t) {
   return this.writeLockThenSet((Consumer<T>) obj -> set(obj), t);
}

@Override
public final boolean set(List<T> tList) {
   return this.writeLockThenSet((Consumer<List<T>>) list -> set(list), tList);
}

// current abstract class access cache object.
private boolean writeLockThenSet(Consumer consumer, Object object){
    boolean wLock = false;
    try {
        if (!(wLock = lock.writeLock().tryLock(100, TimeUnit.MICROSECONDS))) {
            return false;
        }
        consumer.accept(object);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        return false;
    } finally {
        if(wLock) {
            lock.writeLock().unlock();
        }
    }
}

private List<T> readLockThenGet(Supplier<List<T>> supplier){
    boolean rLock = false;
    try{
        if(!(rLock = lock.readLock().tryLock(100, TimeUnit.MICROSECONDS))){
            return null;
        }
        return supplier.get();
    }catch (Exception e){
        return null;
    }finally {
        if(rLock) {
            lock.readLock().unlock();
        }
    }
}

private List<T> readLockThenGet(Function<Predicate<T>, List<T>> function, Predicate<T> predicate){
    boolean rLock = false;
    try{
        if(!(rLock = lock.readLock().tryLock(100, TimeUnit.MICROSECONDS))){
            return null;
        }
        return function.apply(predicate);
    }catch (Exception e){
        return null;
    }finally {
        if(rLock) {
            lock.readLock().unlock();
        }
    }
}

3. 具體子類

3.1 – AlertRuleItemExpCacheManager

@Component("alertRuleItemExpCacheManager")
public class AlertRuleItemExpCacheManager<T extends AlertRuleItemExpCache> extends AbstractCacheManager<AlertRuleItemExpCache> {
   @Resource
   private AlertRuleItemExpDao alertRuleItemExpDao;

   @Override
   protected List<AlertRuleItemExpCache> getAllByCache() {
       if (null == cache) {
           List<AlertRuleItemExp> alertRuleItemSrcList =
                   alertRuleItemExpDao.selectList(Wrappers.<AlertRuleItemExp>lambdaQuery().eq(AlertRuleItemExp::getDeleted, 0));
           cache = alertRuleItemSrcList.stream().map(entity -> entity.toCache())
                   .collect(Collectors.toConcurrentMap(cache -> cache.getId().toString(), cache -> cache));
       }
       return cache.values().stream()
               .sorted(Comparator.comparing(AlertRuleItemExpCache::getId))
               .collect(Collectors.toList());
   }

   @Override
   protected void setByCache(AlertRuleItemExpCache alertRuleItemExpCache) {
       cache.put(alertRuleItemExpCache.getId().toString(), alertRuleItemExpCache);
   }

   @Override
   protected void setByCache(List<AlertRuleItemExpCache> alertRuleItemExpCacheList) {
       alertRuleItemExpCacheList.parallelStream().forEach(alertRuleItemExpCache ->
               cache.put(alertRuleItemExpCache.getId().toString(), alertRuleItemExpCache));
   }

   @Override
   protected List<AlertRuleItemExpCache> getByCache(Predicate<AlertRuleItemExpCache> predicate) {
       return getAllByCache().stream().filter(cache -> predicate.test(cache)).collect(Collectors.toList());
   }
}

3.2 – AlertRuleItemSrcCacheManager

@Component("alertRuleItemSrcCacheManager")
public class AlertRuleItemSrcCacheManager<T extends AlertRuleItemSrcCache> extends AbstractCacheManager<AlertRuleItemSrcCache> {
   @Resource
   private AlertRuleItemSrcDao alertRuleItemSrcDao;

   @Override
   protected List<AlertRuleItemSrcCache> getAllByCache() {
       if (null == cache) {
           List<AlertRuleItemSrc> alertRuleItemSrcList =
                   alertRuleItemSrcDao.selectList(Wrappers.<AlertRuleItemSrc>lambdaQuery().eq(AlertRuleItemSrc::getDeleted, 0));
           cache = alertRuleItemSrcList.stream().map(entity -> entity.toCache())
                   .collect(Collectors.toConcurrentMap(cache -> cache.getId().toString(), cache -> cache));
       }
       return cache.values().stream()
               .sorted(Comparator.comparing(AlertRuleItemSrcCache::getId))
               .collect(Collectors.toList());
   }

   @Override
   protected void setByCache(AlertRuleItemSrcCache alertRuleItemSrcCache) {
       cache.put(alertRuleItemSrcCache.getId().toString(), alertRuleItemSrcCache);
   }

   @Override
   protected void setByCache(List<AlertRuleItemSrcCache> alertRuleItemSrcCacheList) {
       alertRuleItemSrcCacheList.parallelStream().forEach(alertRuleItemSrcCache ->
               cache.put(alertRuleItemSrcCache.getId().toString(), alertRuleItemSrcCache));
   }

   @Override
   protected List<AlertRuleItemSrcCache> getByCache(Predicate<AlertRuleItemSrcCache> predicate) {
       return getAllByCache().stream().filter(cache -> predicate.test(cache)).collect(Collectors.toList());
   }
}