Java缓存学习之一：缓存

一、缓存

1、什么是缓存？

缓存是硬件，是CPU中的组件，CPU存取数据的速度非常的快，一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据（术语：CPU主频1G），而内存就慢很多，快的内存能够达到几十兆就不错了，可见两者的速度差异是多么的大 ，缓存是为了解决CPU和内存两者速度差异问题的中间媒体，将CPU访问频率较高的数据从内存读入缓存，从而提高软件执行效率。

　　以上是硬件中缓存，软件中的缓存的定义更为广泛一些，实现的方式也更多一些，但目的是一样的，都是复制常用的数据到内存中方便CPU的快读读取（注意：通过java的原理可以看出java不能操作缓存，不过可以给缓存建议存储那些数据）。缓存的基本思想是以空间换时间。我们知道，IO的读写速度相对内存来说是比较慢的，通常一个web应用的瓶颈就出现在磁盘IO的读写上。那么，如果我们在内存中建立一个存储区，将数据缓存起来，当浏览器端由请求到达的时候，直接从内存中获取相应的数据，这样一来可以降低服务器的压力，二来，可以提高请求的响应速度，提升用户体验。

2、java项目中常用的实现缓存的发方式有哪些？

2.1 数据库数据缓存

一般来说，web应用业务逻辑业务逻辑比较复杂，数据库繁多，要获取某个完整的数据，往往要多次读取数据库，或者使用极其复杂效率较低的SQL查询语句。为了提高查询的性能，将查询后的数据放到内存中进行缓存，下次查询时，直接从内存缓存直接返回，提高响应效率。

比如mysql、oracle等本身的缓存机制可以实现数据缓存，有时页面同样的请求，后面的请求时间比第一次请求明显短，就是数据库数据缓存的作用，另外通过调正数据库的字段类型和索引、序列等可以优化查询效率。

2.2 应用层缓存
      应用层缓存是指我们在代码层面上做的缓存。通过代码逻辑，把曾经请求过的数据或资源等，缓存起来，再次需要数据时通过逻辑上的处理选择可用的缓存的数据。应用层缓存主要针对某个业务方法进行缓存，有些业务对象逻辑比较复杂，可能涉及到多次数据库读写或者其他消耗较高的操作，应用层缓存可以将复杂的业务逻辑解放出来，降低服务器压力。

2.3 页面缓存（浏览器缓存）
      除了IO外，web应用的另一大瓶颈就是页面模板的渲染。每次请求都需要从业务逻辑层获取相应的model，并将其渲染成对应的HTML。一般来说，web应用读取数据的需求比更新数据的需求大很多，大多数情况下，某个请求返回的HTML是一样的，因此直接将HTML缓存起来也是缓存的一个主流做法。

2.4 代理服务器缓存
      正向代理需要用户浏览器进行配置，反向代理需要先配置DNS服务器，然后接受用户浏览请求，转发请求给远程服务器。反向代理服务器是浏览器和源服务器之间的中间服务器，浏览器先向这个中间服务器发起Web请求，经过处理后（比如权限验证，缓存匹配等），再将请求转发到源服务器。代理服务器缓存的运作原理跟浏览器的运作原理差不多，只是规模更大。可以把它理解为一个共享缓存，不只为一个用户服务，一般为大量用户提供服务，因此在减少相应时间和带宽使用方面很有效，同一个副本会被重用多次。常见的反向代理服务器：Nginx是软件。

2.5 CDN缓存
      CDN（ ContentDeliveryNetwork 内容分发网络）缓存，也叫网关缓存、反向代理缓存。浏览器先向CDN网关发起Web请求，网关服务器后面对应着一台或多台负载均衡源服务器，会根据它们的负载请求，动态将请求转发到合适的源服务器上。虽然这种架构负载均衡源服务器之间的缓存没法共享，但却拥有更好的处扩展性。CDN是一集群服务器网络，不是软件。

2.6 基于spring的缓存

spring作为一个成熟的java web 框架，自身有一套完善的缓存机制，同时，spring还未其他缓存的实现提供了扩展。接下来，让我们在一个简单的学生管理系统中尝试spring的数据库缓存、应用层缓存、页面缓存的实现。

参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/20885740

http://blog.clzg.cn/blog-248258-814385.html

http://wenku.baidu.com/link?url=2_LqZF0lkuipJYsx_42e6DDvMSdCoxgy3rWKsPzSi-tktlUcGffa0dSG3vdhAEVs4BxAFfCEJwvA6XxjNSKrnUhh2OPpbl_IiipUvehSiWK

（JCS）http://wenku.baidu.com/link?url=hI7n10NVXGL2nFU1J66yltuhA_illv_7N4OEykd_anOqeGFZpHRY4ENEgNBWddBOyPA1hfbem7-EZ8v8oGcbaogKRWb3CLduIwkPcefk0fa