java - 自*第一次*插入以来，Java中是否有一个过期映射在一段时间后使元素过期？

Question

我尝试查看缓存机制，例如 Guava 的 Cache .它们的有效期仅自上次更新以来。

我正在寻找的是一种数据结构，它存储 key 并在第一次插入后经过一段时间后清理 key 。我正计划将该值设为某个计数器。

一个场景可能是一个沉默的 worker ，他第一次做一些工作，但在一段时间内保持沉默 - 即使需要工作。如果在到期时间过后要求工作，他将完成工作。

知道这样的数据结构吗？ 谢谢。

Answer 1

为此，有几个选项。

被动移除

如果不需要在过期 key 过期后或按设定的时间间隔清除过期的 key (即 key 过期或在某个设定的时间间隔内不需要删除 key )，则 PassiveExpiringMap来自 Apache Commons Collections 是一个不错的选择。尝试访问此映射中的 key 时，将检查该 key 的生存时间 (TTL)(所有 key 具有相同的 TTL)，如果该 key 已过期，则将其从映射中删除并 null被退回。这个数据结构没有主动清理机制，所以过期的条目只有在key对应的TTL过期后才被访问。

缓存

如果需要更多基于缓存的功能(例如最大缓存容量和添加/删除监听)，Google Guava 提供了 CacheBuilder类(class)。这个类比 Apache Commons 替代方案更复杂，但它也提供了更多的功能。如果这旨在用于更多基于缓存的应用程序，那么这种权衡可能是值得的。

线程拆卸

如果需要主动删除过期 key ，则可以生成一个单独的线程来负责删除过期 key 。在查看可能的实现结构之前，应该注意这种方法的性能可能低于上述替代方案。除了启动线程的开销外，线程可能会导致与访问 map 的客户端发生争用。例如，如果客户端想要访问一个键并且清理线程当前正在删除过期的键，则客户端将阻塞(如果使用同步)或具有不同的映射 View (包含哪些键值对)在 map 中)如果采用了某种并发机制。

话虽如此，使用这种方法很复杂，因为它需要将 TTL 与 key 一起存储。一种方法是创建一个 ExpiringKey ，例如(每个键可以有自己的 TTL；即使所有键最终都具有相同的 TTL 值，这种技术不需要创建 Map decorator 或 Map 的其他一些实现界面):

public class ExpiringKey<T> {

    private final T key;
    private final long expirationTimestamp;

    public ExpiringKey(T key, long ttlInMillis) {
        this.key = key;
        expirationTimestamp = System.currentTimeMillis() + ttlInMillis;
    }

    public T getKey() {
        return key;
    }

    public boolean isExpired() {
        return System.currentTimeMillis() > expirationTimestamp;
    }
}

现在 map 的类型是 Map<ExpiringKey<K>, V>一些特定的 K和 V类型值。后台线程可以使用 Runnable 表示类似于以下内容:

public class ExpiredKeyRemover implements Runnable {

    private final Map<ExpiringKey<?>, ?> map;

    public ExpiredKeyRemover(Map<ExpiringKey<?>, ?> map) {
        this.map = map;
    }

    @Override
    public void run() {
        Iterator<ExpiringKey<?>> it = map.keySet().iterator();
        while (it.hasNext()) {
            if (it.next().isExpired()) {
                it.remove();
            }
        }
    }
}

然后是 Runnable可以启动，以便使用 ScheduledExecutorService 以固定间隔执行如下(这将每 5 秒清理一次 map ):

Map<ExpiringKey<K>, V> myMap = // ...

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
executor.scheduleAtFixedRate(new ExpiredKeyRemover(myMap), 0, 5, TimeUnit.SECONDS);

需要注意的是 Map用于 myMap 的实现必须同步或允许并发访问。并发的挑战 Map实现是 ExpiredKeyRemover可能会看到与客户端不同的 map View ，如果清理线程没有完成删除其他键(即使它已经删除了所需/过期的键，因为它的更改可能没有)，则可能会将过期的键返回给客户端尚未提交)。此外，上述去除 key 的代码可以使用流来实现，但上述代码仅用于说明逻辑，而不是提供高性能实现。

希望有帮助。