Mise en cache d'ensembles de données limités dans la technologie de mise en cache Java

À mesure que la complexité des applications modernes continue d’augmenter, les exigences en matière de débit et de disponibilité des données augmentent également. Afin de résoudre ces problèmes, l’application de la technologie de mise en cache a été progressivement largement utilisée.

Dans la technologie de mise en cache Java, la mise en cache d'ensembles de données limités est un scénario particulièrement courant. La mise en cache d'ensembles de données limités signifie généralement que certains ensembles de données (tels que les ensembles de résultats de requêtes de base de données) sont mis en cache en mémoire pour améliorer la vitesse d'accès aux données et la réactivité, et la taille de l'ensemble de données mis en cache est également limitée à une certaine plage lorsque la taille du cache. est atteint À la limite, certains ensembles de données mis en cache seront éliminés selon certaines stratégies pour faire place à de nouveaux ensembles de données.

Discutons de la manière de mettre en œuvre la mise en cache d'ensembles de données limités dans la technologie de mise en cache Java.

1. Sélection de la structure de données du cache

Dans la technologie de cache Java, il existe deux structures de données de cache principales : la table de hachage et l'arborescence rouge-noir.

La caractéristique de la table de hachage est de disperser les données stockées via la fonction de hachage, de manière à atteindre l'objectif de trouver et d'accéder rapidement aux données. Étant donné que la vitesse de recherche de la table de hachage est très rapide, elle est largement utilisée dans les scénarios de mise en cache d’ensembles de données.

En revanche, la caractéristique de l'arbre rouge-noir est de trier et d'équilibrer en permanence les données pour garantir qu'il puisse maintenir une vitesse de recherche rapide dans le pire des cas. Bien que l'arbre rouge-noir ne soit pas aussi rapide que la table de hachage, il a une meilleure universalité et stabilité et est plus flexible à utiliser.

Selon différents besoins, nous pouvons choisir une structure de données appropriée comme structure de stockage pour les données mises en cache. Si nous avons besoin de trouver des données rapidement, il est plus approprié de choisir une table de hachage ; si nous devons prendre en charge la recherche par plage, le tri et d'autres opérations, il est plus approprié de choisir un arbre rouge-noir.

2. Sélection de la stratégie de cache

La stratégie de cache fait référence à la façon dont une partie de l'ensemble de données mis en cache doit être éliminée une fois que le cache atteint une certaine limite de taille afin de laisser suffisamment d'espace pour stocker de nouvelles données.

Il existe trois stratégies de mise en cache courantes : premier entré, premier sorti (FIFO), la moins récemment utilisée (LRU) et la moins récemment utilisée (LFU).

• La stratégie premier entré, premier sorti (FIFO) est une stratégie relativement simple, qui consiste à éliminer en premier le premier ensemble de données qui entre dans le cache. Cependant, cette stratégie est sujette aux situations dans lesquelles les nouvelles entrées de données submergent les anciennes entrées de données.
• La stratégie la moins récemment utilisée (LRU) est une stratégie couramment utilisée. Cette stratégie sélectionne les ensembles de données les moins récemment utilisés pour les éliminer. Cela garantit que les ensembles de données dans le cache sont fréquemment utilisés, plutôt que certains ensembles de données rarement utilisés.
• La stratégie la moins utilisée (LFU) est une stratégie d'élimination basée sur le nombre de fois qu'un ensemble de données est utilisé. Cette stratégie sélectionne les ensembles de données les moins fréquemment utilisés à éliminer. Cette stratégie nécessite généralement d’enregistrer le nombre de fois où chaque ensemble de données est utilisé, elle est donc relativement complexe à mettre en œuvre.

Selon différents scénarios et besoins d'application, vous pouvez choisir une stratégie de mise en cache appropriée pour la mise en œuvre.

3. Mécanisme de chargement automatique

Lorsque l'ensemble de données à interroger n'existe pas dans le cache, comment l'ensemble de données doit-il être chargé et stocké ? Cela nécessite la mise en œuvre du mécanisme de chargement automatique.

Le mécanisme de chargement automatique peut charger automatiquement des ensembles de données en préréglant des paramètres, un chargement asynchrone et un stockage en cache. De cette façon, lorsque l'ensemble de données sera nécessaire la prochaine fois, il pourra être obtenu directement à partir du cache pour accélérer l'accès aux données.

Il convient de noter que lors du chargement automatique, vous devez maîtriser l'équilibre entre les paramètres de chargement et la taille du cache pour éviter de trop charger l'ensemble de données, ce qui entraînerait une taille de cache trop grande, ou de charger trop peu l'ensemble de données, ce qui entraînerait dans un faible taux de réussite.

4. Contrôle de la concurrence

Le contrôle de la concurrence est également l'un des problèmes importants de la technologie de mise en cache. Si plusieurs threads exploitent le cache en même temps, des problèmes de lecture et d'écriture simultanés peuvent survenir, entraînant une incohérence des données.

Afin de résoudre le problème de concurrence, diverses méthodes peuvent être utilisées, telles que le mécanisme de verrouillage, le mécanisme CAS (Compare And Swap), etc.

Le mécanisme de verrouillage est l'une des méthodes les plus courantes et vous pouvez utiliser des verrous en lecture-écriture, des verrous pessimistes, des verrous optimistes, etc. La caractéristique du verrouillage en lecture-écriture est qu'il prend en charge la lecture simultanée, mais ne peut écrire que seul ; la caractéristique du verrouillage pessimiste est que par défaut, on pense qu'il y a un problème de concurrence et qu'il doit être verrouillé ; lock est que par défaut, on pense qu'il n'y a pas de problème de concurrence. Non verrouillé.

Selon la situation réelle de concurrence et les scénarios d'application, vous pouvez choisir la méthode de contrôle de concurrence appropriée pour garantir l'exactitude et la disponibilité du cache.

Pour résumer, la mise en cache d'ensembles de données limités dans la technologie de mise en cache Java nécessite la prise en compte de plusieurs aspects tels que la sélection de la structure des données du cache, la sélection de la stratégie de mise en cache, le mécanisme de chargement automatique et le contrôle de la concurrence. Ce n'est qu'en adoptant une méthode de mise en œuvre adaptée aux besoins réels que le cache pourra jouer son rôle maximum et améliorer les performances globales et la disponibilité de l'application.

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