java - HashMap 与 ConcurrentHashMap 与 LoadingCache( Guava )

Question

要在 spring boot 应用程序中本地缓存一些数据，哪种技术在读/写操作方面会更好？HashMap vs ConcurrentHashMap vs LoadingCache( Guava 库)我尝试对其中的每一个进行写入和读取操作，HashMap最快，LoadingCache最慢，那我们为什么要用LoadingCache，有什么用？

编辑:该应用程序是多线程的。缓存的最大大小、过期时间等功能可能会受到影响。此外，主要动机是提高读取速度。

Answer 1

关于性能，它取决于数据的大小和读取之间的修改比率。这是一个建议:

静态数据:如果您的数据是静态的，请在构造函数中初始化一个只读映射，如下所示:

final Map map;
MyClass(Map inputMap) {
  map = Map.copyOf(inputMap);
}
Object get(Object key) {
  return map.get(key);
}

Rare modifications:如果你有罕见的修改并且数据不是太大:

volatile Map map = Map.of();
Object synchronized put(Object key, Object value) {
  Map mutable = new HashMap(map);
  mutable.put(key, value);
  map = Map.copyOf(mutable);
}
Object get(Object key) {
  return map.get(key);
}

Map.copyOf 从 Java 9 开始可用。它创建一个不可变的哈希表，它使用开放寻址方案，与 HashMap 不同。这比 HashMap 还要快。您还可以在多线程环境中将 HashMap 与上述方案一起使用，因为它一旦创建就不会被修改。

synchronized 是必需的，以确保您不会在多个线程同时使用 put 时使用更新。需要 volatile 来确保更新在其他线程中可见。

Main motive is to increase read speed.

因此，上述解决方案将提供最佳读取速度，但会牺牲更新速度。

大量数据和/或大量修改:使用ConcurrentHashMap。

即使有轻微的性能优势，我还是推荐使用 ConcurrentHashMap，因为:

• 它不太容易出错，并且 ConcurrentHashMap 被证明可以工作。您会使用多线程编写单元测试来验证您的代码是否正常工作吗？
• 更少的代码。更少的错误
• 更少的代码。减少您的开发人员的困惑
• 使用模式可能会随着时间的推移而改变，您自己的“性能改进”将变成“性能问题”。

脚注:

缓存的使用

缓存和LoadingCache:Guava LoadingCache 旨在与CacheLoader 一起使用。缓存加载器可用于使缓存自动填充缓存和/或进行刷新。 Guava 缓存已过时，我建议查看 Caffine 或 cache2k ，在寻找在 Java 堆中工作的缓存解决方案时。

缓存在读取路径中总是有额外的开销，因为它需要做一些簿记以了解当前访问了哪些条目。在 cache2k 中，这种开销是最小的，至少根据我的(免责声明...)benchmarks .

Spring 启动

当与 Spring 缓存抽象一起使用时，例如使用 @Cacheable 在实现中不会有太大的性能差异，因为缓存抽象也有非常相关的开销。

Spring 中基于ConcurrentHashMap 的简单cache 实现仅用于测试和原型(prototype)设计。我建议始终尽快使用真正的缓存实现并设置合理的资源限制。

分析和优化整个应用程序

您所做的每项优化都有取舍，因此您应该始终查看整个应用程序并将“优化”与可能的最简单或最常见的解决方案进行比较。