怎么用Java写一个简单的缓存操作类

一、分析

首先分析一下缓存类该如何设计，这里我以一种非常简单的方式来实现一个缓存类，这也是我一直以来使用的设计方案。

为了明确功能，首先定义一个接口类CacheInt，然后是缓存实现的工具类CacheUtil。然后再看其中的功能，为了存取方便，缓存应是以键值对的形式存取，为了适应更多的场景，所以在存取的时候可以加一个缓存过期时间，然后再加上其他常见的添加、获取、删除、缓存大小、是否存在key、清理过期缓存等方法，整个缓存工具的方法差不多就是这些。

缓存类需要注意的问题：

1. 缓存对象应该是唯一的，也就是单例的；

2. 缓存的操作方法要同步，在多线程并发条件下防止出错；

3. 缓存的容器应该具有较高的并发性能，ConcurrentHashMap是一个不错的选择。

二、具体实现

1. CacheInt接口的定义

CacheInt接口的定义如下：

2. CacheUtil的具体实现

缓存实现的核心就是CacheUtil，下面结合注释进行说明，为了避免文章篇幅冗杂，以下截图就是完整源码截图，并且保持先后顺序。

首先是类定义和其属性定义，其中本类实例对象用volatile进行修饰提高可见性，初始化缓存容量用于初始化ConcurrentHashMap缓存容器的大小，此大小根据实际应用场景进行优化。

然后是内部类Entry的定义，该类是用来存储实际数据的，为了方便处理过期时间，添加初始化时间戳、过期时间等属性。

然后是使用双检锁单例方式获取本类实例对象，因为单例只能存在唯一的特点，所以注意构造函数需要设为private

接下来是存入缓存数据put()方法，这里的clearExpiredCache()是清理过期缓存，后面会看到方法体，因为在我项目中存入缓存的情况较少，所以这里我固定了每次存之前先清理一次过期时间缓存，这里可以根据自己项目实际情况进行优化。

然后是获取缓存get()方法，因为获取数据的时间较为多数，所以这里我设定了三分之一的概率清理过期缓存，适当地释放堆内存，并且在获取时检测是否过期，如果已过期然而还获取到了，就删除并返回空。

然后就是比较常规的一些方法，具体可以看代码

最后一个方法就是清理过期缓存，这里你可以选择启动一个监听线程实时地清理缓存，也可以选择在适当时机进行一次清理，比如我这里就是在存在put和get操作时固定或概率地清理缓存。

三、并发测试

普通的实现测试这里就不展示了，肯定是没问题的，读者简单写一些测试样例即可，这里主要展示一下并发测试，因为在实际情况中存在并发处理缓存情况，为了确保其正确性，所以并发测试是必须要做的，下面放出我的测试样例。

最后测试的表现是很好，没有出现不正确的情况，部分测试结果截图如下：