Java 8简单的本地缓存实现

翻译:踏雁寻花 校对:丁一 2016-11-22 11:39:54

这里我将会给大家演示用ConcurrentHashMap类和lambda表达式实现一个本地缓存。因为Map有一个新的方法,在key为Null的时候自动计算一个新的value值。非常适合实现cache。来看下代码:

        public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < 10; i++)
			System.out.println("f(" + i + ") = " + fibonacci(i));
	}

	static int fibonacci(int i) {
		if (i == 0)
			return i;
		if (i == 1)
			return 1;
		System.out.println("Calculating f(" + i + ")");
		return fibonacci(i - 2) + fibonacci(i - 1);
	}

当然,这种方式很傻瓜。即使对于一个非常小的数,例如fibonacci(5),上面的代码也会打印出很多行,而且都是在进行重复计算,输出如下(只截取一部分):

Calculating f(6)
Calculating f(4)
Calculating f(2)
Calculating f(3)
Calculating f(2)
Calculating f(5)
Calculating f(3)
Calculating f(2)
Calculating f(4)
Calculating f(2)
Calculating f(3)
Calculating f(2)
f(6) = 8

我们想要做的就是创建一个缓存,用来计算斐波那契数列。最直接的方法就是在缓存中存放所有的value值。cache的创建如下:

static Map<Integer, Integer> cache = new ConcurrentHashMap<>();

(译者注:这种写法在java8中是允许的)

声明cache之后,通过Map.computeIfAbsent() 方法,可以在key所对应的value值不存在的情况下,计算一个新的value值。超高速缓存(Caching)!由于这个方法是自动执行的,而且我们使用了 ConcurrentHashMap对象,这个缓存是线程安全的,不需要手动的去写同步方法。另外,它不仅仅可以处理斐波那契额数列,在其他地方也可以被重复使用。

不过现在,我们看看如何在fibonacci()方法中使用缓存。

    static int fibonacci(int i) {
		if (i == 0)
			return i;
		if (i == 1)
			return 1;
		return cache.computeIfAbsent(i, (key) -> fibonacci(i - 2) + fibonacci(i - 1));
	}

瞧瞧。不能比这个再简单了吧。想要证明吗?好吧,我们在每次计算一个新值的时候,加上些日志:

        static int fibonacci(int i) {
		if (i == 0)
			return i;
		if (i == 1)
			return 1;
		return cache.computeIfAbsent(i, (key) -> {
			System.out.println("Slow calculation of " + key);
			return fibonacci(i - 2) + fibonacci(i - 1);
		});
	}

程序输出如下:

f(0) = 0
f(1) = 1
Slow calculation of 2
f(2) = 1
Slow calculation of 3
f(3) = 2
Slow calculation of 4
f(4) = 3
Slow calculation of 5
f(5) = 5
Slow calculation of 6
f(6) = 8
Slow calculation of 7
f(7) = 13
Slow calculation of 8
f(8) = 21
Slow calculation of 9
f(9) = 34

在Java 7下又如何实现呢?

这样代码就会多一些,我们可以使用double-checked locking来实现:

        static int fibonacciJava7(int i) {
		if (i == 0)
			return i;
		if (i == 1)
			return 1;
		Integer result = cache.get(i);
		if (result == null) {
			synchronized (cache) {
				result = cache.get(i);
				if (result == null) {
					System.out.println("Slow calculation of " + i);
					result = fibonacciJava7(i - 2) + fibonacciJava7(i - 1);
					cache.put(i, result);
				}
			}
		}
		return result;
	}

注:你实际的解决方案很可能会用到Guava Caches。

总结:Lambdas 表达式是Java 8中非常重要的一部分。同时我们不要忘记那些新添加到库中的,可以和Lambdas 配合使用的特性。


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