Java工程师面试题-场景题-如何设计一个本地缓存？

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想要设计一个本地缓存，考虑点主要在数据用何种方式存储，能存储多少数据，多余的数据如何处理等几个点，下面我们来详细的介绍每个考虑点：

1. 数据结构

   首要考虑的就是数据该如何存储，用什么数据结构存储。最简单的就直接用Map来存储数据，或者复杂的如redis一样提供了多种数据类型哈希，列表，集合，有序集合等，底层使用了双端链表，压缩列表，集合，跳跃表等数据结构。

2. 对象上限

   因为是本地缓存，内存有上限，所以一般都会指定缓存对象的数量比如1024，当达到某个上限后需要有某种策略去删除多余的数据。

3. 清除策略

   上面说到当达到对象上限之后需要有清除策略，常见的比如有LRU(最近最少使用)、FIFO(先进先出)、LFU(最近最不常用)、SOFT(软引用)、WEAK(弱引用)等策略。

4. 过期时间

   除了使用清除策略，一般本地缓存也会有一个过期时间设置，比如redis可以给每个key设置一个过期时间，这样当达到过期时间之后直接删除，采用清除策略+过期时间双重保证。

5. 线程安全

   像redis是直接使用单线程处理，所以就不存在线程安全问题。而我们现在提供的本地缓存往往是可以多个线程同时访问的，所以线程安全是不容忽视的问题，并且线程安全问题是不应该抛给使用者去保证。

6. 简明的接口

   提供一个傻瓜式的对外接口是很有必要的，对使用者来说使用此缓存不是一种负担而是一种享受，提供常用的get，put，remove，clear，getSize等方法即可。

7. 是否持久化

   这个其实不是必须的，是否需要将缓存数据持久化看需求。本地缓存如ehcache是支持持久化的，而guava是没有持久化功能的。分布式缓存如redis是有持久化功能的，memcached是没有持久化功能的。

8. 阻塞机制

   我们使用缓存的目的就是因为被缓存的数据生成比较费时，比如调用对外的接口，查询数据库，计算量很大的结果等等。这时候如果多个线程同时调用get方法获取的结果都为null，每个线程都去执行一遍费时的计算，其实也是对资源的浪费。最好的办法是只有一个线程去执行，其他线程等待，计算一次就够了。但是此功能基本上都交给使用者来处理，很少有本地缓存有这种功能。

来源：https://www.nowcoder.com/tutorial/94/ea1986fcff294f6292385703e94689e8