并发读写缓存实现机制(零)：缓存操作指南
游戏中为了提高系统运行速度和游戏承载量，使用缓存是一个必要的手段。本文中的缓存是在guava缓存的基础上增加了数据的持久化状态和异步同步数据的功能，同时对调用API做了封装，以达到简化操作、屏蔽内部实现的目的。
在介绍缓存的原理之前，为了一些朋友阅读方便，本文先介绍下缓存的API和使用方法，以帮助大家对本缓存有个大概的理解。这篇文章大家简单阅读即可，后面我们会详细介绍缓存的实现细节。 系列文章目录： 并发读写缓存实现机制(零)：缓存操作指南 并发读写缓存实现机制(一)：为什么ConcurrentHashMap可以这么快？ 并发读写缓存实现机制(二)：高并发下数据写入与过期 并发读写缓存实现机制(三)：API封装和简化 文中缓存最新源码请参考：https://github.com/cm4j/cm4j-all缓存的操作指南
1.数据结构简介
本文缓存的目的就是为了减少开发的编码量、提高编码的效率，同时为了方便调用，本缓存在对外接口上做了许多封装，内部也提供了一些常用的缓存类型以供使用。在进一步了解使用方法前，我们先来看下缓存的结构图： 清单1：缓存简略结构图 类的功能简介： ConcurrentCache：核心操作类，大部分业务都是由此类完成 CacheLoader：缓存的加载类 AbsReference：缓存数据封装抽象类，缓存中实际存储的就是此对象，此类提供了一些常用的方法以方便调用者使用，默认提供了增删改查等方法，文中缓存默认提供了3种常用缓存的实现。为什么需要这个类？主要是为了屏蔽缓存的内部状态。 CacheEntry：单个缓存对象或集合缓存中的一个元素，应该与DB的entity一一对应，持久化时需要把它转化为实体entity然后进行持久化操作 CacheDefiniens：缓存的定义抽象类，主要用于定义缓存如何从db加载 PrefixMapping：缓存key与前缀的映射类 缓存的数据流转： 1.使用一个缓存，首先我们需要定义一个缓存，定义缓存是CacheDefiniens实现的功能，它描述了缓存是如何从DB加载的。 2.每个缓存就像我们一样，每个都应该有一个独一无二的名字，名字和具体的缓存是有映射关系的，这个关系就是通过PrefixMapping来维护的。 3.在本系列中，缓存的核心操作都是通过ConcurrentCache实现的，包括了缓存的读取、保存、过期以及持久化等等，当然也包含了对缓存的具体数据AbsReference的操作。 4.缓存的加载是通过CacheLoader实现的，加载之后，每个数据的存在形态就是AbsReference，它可以是single、list、map或者其他自定义结构。 5.AbsReference内部结构允许有一个或多个元素，如果这些元素需要保存DB，则它们必须是CacheEntry的子类，因为缓存就是通过CacheEntry来进行持久化的。 因此大部分情况下缓存的创建，我们只需要扩展CacheDefiniens、修改PrefixMapping类就可以了，详情可参照下面的例子。 3种常见的缓存类型 日常来说，我们最常用到的数据结构就是单个对象、List对象或者Map对象。AbsReference是对缓存数据的一种封装，缓存中存储的数据就是它，其继承结构请看清单2 清单2：默认实现的3种常见的缓存类型2.缓存的创建
上面提到系统默认提供了3种常见的数据结构，如果我们要使用这3种结构，那仅仅需要两步即可完成：一是定义缓存是如何从DB加载，二是定义缓存key和前缀的映射，而这两步主要是由CacheDefiniens和PrefixMapping完成。 step1:缓存的定义 清单3：map类型的缓存定义|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 |
public class TmpListMultikeyMapCache extends CacheDefiniens public TmpListMultikeyMapCache() { } public TmpListMultikeyMapCache(int playerId) { super(playerId); } @Override public MapReference Preconditions.checkArgument(params.length == 1); HibernateDao hibernate.setPersistentClass(TmpListMultikey.class); String hql = "from TmpListMultikey where id.NPlayerId = ?"; List Map for (TmpListMultikey tmpListMultikey : all) { map.put(tmpListMultikey.getId().getNType(), tmpListMultikey); } return new MapReference } } |
|
1 2 3 4 5 6 7 |
public enum PrefixMappping { $1(TmpFhhdCache.class), $2(TmpListMultikeyListCache.class), $3(TmpListMultikeyMapCache.class); // 部分代码省略 } |
3.缓存的读取
创建好了缓存的定义、对缓存进行了键的映射之后，接下来我们就要看下缓存的使用，大家由清单1可以看到ConcurrentCache是缓存的核心操作类，因此大部分操作最后都是操作在这个类上。在此基础上，为了调用方便，缓存也扩展了一些其他便捷方法来简化调用，请看下面对缓存读取的一些例子： 清单4：缓存的读取|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
@Test public void getTest() { // Single格式缓存获取 SingleReference TmpFhhd fhhd = singleRef.get(); TmpFhhd fhhd2 = new TmpFhhdCache(50769).ref().get(); Assert.assertTrue(fhhd == fhhd2); // List格式缓存获取 List // Map格式缓存获取 Map } |
4.缓存的增删改查
对于增删改查，缓存更多的依赖于AbsReference类。一方面，缓存读取直接获取的就是这个封装类；另一方面，这个类也屏蔽了ConcurrentCache和缓存状态控制，减少调用者出错的概率。 清单5：缓存的增删改查I|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
@Test public void updateTest() { SingleReference TmpFhhd tmpFhhd = singleRef.get(); if (tmpFhhd == null) { // 新增 tmpFhhd = new TmpFhhd(50769, 10, 10, ""); } else { // 修改 tmpFhhd.setNCurToken(10); } // 新增或修改都可以调用update singleRef.update(tmpFhhd); Assert.assertTrue(new TmpFhhdCache(50769).ref().get().getNCurToken() == 10); // 删除 singleRef.delete(); Assert.assertNull(new TmpFhhdCache(50769).ref().get()); // 立即保存缓存到DB singleRef.persist(); } |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
@Test public void update2Test() { MapReference TmpListMultikey value = mapRef.get(1); if (value == null) { mapRef.put(1, new TmpListMultikey(new TmpListMultikeyPK(1001, 1), 99)); } TmpListMultikey newValue = new TmpListMultikeyMapCache(1001).ref().get(1); newValue.setNValue(2); // 对于已经存在于缓存中的对象 // 我们可以直接调用update()进行修改 newValue.update(); Assert.assertTrue(new TmpListMultikeyMapCache(1001).ref().get(1).getNValue() == 2); // 也可以直接调用delete()进行删除 newValue.delete(); Assert.assertNull(new TmpListMultikeyMapCache(1001).ref().get(1)); } |