闲来无事，用Java的软引用写了一个山寨的缓存

闲来无事，用Java的软引用写了一个山寨的缓存

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• java基础

众所周知java中的引用分为 StrongReference、SoftReference、WeakReference、PhantomReference。这几种引用有不同那个的 使用场景，平时我们用的最频繁的也就是StrongReference也就是说形如之这样的引用:

Object obj = new Object();

  这种引用就是所谓的强引用，如果此对象没有引用指向它，并且活着的线程无法访问到它(针对垃圾孤岛而言)，那么他才会被回收，如果该对象被强引用指向，并且内存被耗尽，抛出OOM垃圾收集器也不会回收该对象。

而对于SoftReference而言它被GC回收的条件就没 那么严格了，如果一个对象当前最强的引用是软引用，并且JVM的内存充足，垃圾回收器是不会回收的该对象的。只有在内存比较吃紧的情况下GC才会回收被软 引用指向的对象，从这个特点我们就看出了软引用可以用来做一些高速缓存，配合LRU策略更好。今天我就自己写一个玩玩。

代码如下：

Java代码  

/* 
 @author blackbeans
 *  
 * 背景知识: 
 *          而对于SoftReference而言它被GC回收的条件就没那么严格了， 
 *          如果一个对象当前最强的引用是软引用，并且JVM的内存充足， 
 *          垃圾回收器是不会回收的该对象的。只有在内存比较吃紧的情况下GC才会回收被软引用指向的对象， 
 *          从这个特点我们就看出了软引用可以用来做一些高速缓存，配合LRU策略更好。今天我就自己写一个玩玩。 
 *  
 *          而对于SoftReference而言它被GC回收的条件就没那么严格了， 
 *          如果一个对象当前最强的引用是软引用，并且JVM的内存充足， 
 *          垃圾回收器是不会回收的该对象的。 
 *          只有在内存比较吃紧的情况下GC才会回收被软引用指向的对象， 
 *          从这个特点我们就看出了软引用可以用来做一些高速缓存，配合LRU策略更好。 
 *  
 */
public class ReferenceCache<K, T> {

    private HashMap<K, InnerReference<K, T>> cachedReference = new HashMap<K, InnerReference<K, T>>(1024);

    private final ReferenceQueue<T> referenceQueue;

    private final ObjectNotFoundHandler<K, T> existsHandler;

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    /**
     * 缓存中取不到时的处理器 接口
     *
     * @author blackbeans
     *
     * @param <K>
     * @param <T>
     */
    public static interface ObjectNotFoundHandler<K, T> {

        public T queryAndCached(K key);
    }

    /**
     * 默认缓存中取不到时的处理器 实现类
     *
     * @author blackbeans
     *
     * @param <K>
     * @param <T>
     */
    private static class DefaultObjectNotFoundHandler<K, T> implements ObjectNotFoundHandler<K, T> {

        @Override
        public T queryAndCached(K key) {
            return null;
        }

    }

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    /**
     * 继承软引用
     *
     * @param <K>
     * @param <T>
     */
    private static class InnerReference<K, T> extends SoftReference<T> {

        private final K key;

        public InnerReference(K key, T reference, ReferenceQueue<T> queue) {
            super(reference, queue);
            this.key = key;
        }

        public K getKey() {
            return this.key;
        }
    }

    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    /**
     * 本类构造方法
     *
     * @param handler
     */
    public ReferenceCache(ObjectNotFoundHandler<K, T> handler) {
        this.referenceQueue = new ReferenceQueue<T>();
        this.existsHandler = handler == null ? new DefaultObjectNotFoundHandler<K, T>() : handler;
    }

    public ReferenceCache() {
        this(null);
    }

    /**
     * 清除给定key的缓存
     *
     * @param key
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private void cleanReference(K key) {
        //优先检查key对应软引用的对象是否被回收     
        if (this.cachedReference.containsKey(key) && this.cachedReference.get(key).get() == null) {
            this.cachedReference.remove(key);
        }
        T obj = null;
        //如果当前Key对应的软引用的对象被回收则移除该Key     
        Reference<? extends T> reference = null;
        while ((reference = this.referenceQueue.poll()) != null) {
            obj = reference.get();
            if (obj == null) {
                this.cachedReference.remove(((InnerReference<K, T>) reference).getKey());
            }
        }
    }

    /**
     * 把需要缓存的数据放入缓存池
     *
     * @param key
     * @param reference
     */
    public void put(K key, T reference) {//cachedReference
        /**
         * 清除被软引用的对象并已经被回收的reference
         */
        cleanReference(key);
        if (!this.cachedReference.containsKey(key)) {
            this.cachedReference.put(key, new InnerReference<K, T>(key, reference, this.referenceQueue));
        }
    }

    /**
     * 获取缓存池内的换成对象
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public T get(K key) {//getReference

        T obj = null;

        if (this.cachedReference.containsKey(key)) {
            obj = this.cachedReference.get(key).get();
        }

        if (null == obj) {
            /**
             * 软引用指向的对象被回收,并缓存该软引用
             */
            obj = this.existsHandler.queryAndCached(key);
            this.put(key, obj);
            return obj;
        }
        return obj;

    }

    /**
     * 清空所有缓存
     */
    public void clearALLObject() {
        this.cachedReference.clear();
        System.gc();
    }

    public boolean containsKey(Object key) {
        return cachedReference.containsKey(key);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReferenceCache cache = new ReferenceCache();
        cache.put("11", new SiteBean());
        System.out.println(cache.get("11"));
        cache.cleanReference("11");
        cache.clearALLObject();
    }

 

   在整个实现中通过将对象的引用放入我定义的一个 key->软引用map中，然后每次从cache中获取对象时，首先通过key去查询map获得对象的软引用，若存在则通过软引用去尝试获取对象， 若不存在，软引用指向的对象被回收，那么我们就回去调用内置的handler，重新生成一个对象，并cache该对象的软引用。

在我的实现中我为用户提供了一个当对象被回收时的处理handler，企图来指导用户通过这个handler来重新构造对象，缓存对象，灵活性还是挺大的。

不足之处就是，如果软引用的缓存能用LRU策略更完美了，再为 LRU提供一个Processor，用于用户自定义LRU策略。其实很简单只要将HashMap换成LinkedHashMap去实现 removeEldest方法，并在方法中调用自定义的LRU处理器就OＫ了。

        为了减少开销，我在每次cache的时候才去清理已经失效的软引用。也许有人会问为啥有个ReferenceQueue呢？其实是这样的，在软引用所引用 的对象被回收以后，试想想对象软引用的对象是被回收了，但是你又引入了另一个对象SoftReference，带走一个难道还要再留下一个，所以不会的， 软引用对象被回收后，这个软引用本身被添加到了这个queue，等待回收。通过便利这个queue获取软引用来一出map中过期的软引用。

至此，该说的也都说了，不该说的也说了，结尾很突兀，敬请见谅！

转载：http://blackbeans.iteye.com/blog/1039464