缓存工具 - CacheUtil

概述

CacheUtil 是 Hutool 提供的缓存创建工具类，支持多种缓存策略的快速创建。通过简单的 API 调用即可创建不同类型的缓存对象，例如 FIFO（先进先出）缓存、LFU（最少使用）缓存、LRU（最近最少使用）缓存、定时缓存等。

这些缓存机制适用于不同场景，帮助你有效管理应用中的缓存数据，避免内存占用过高、频繁的对象创建销毁等问题。

支持的缓存类型

1. FIFO Cache（先进先出）：当缓存容量超出时，最早加入的元素会被清除。
2. LFU Cache（最少使用）：当缓存容量超出时，使用次数最少的元素会被清除。
3. LRU Cache（最近最少使用）：当缓存容量超出时，最近最少使用的元素会被清除。
4. Timed Cache（定时缓存）：缓存元素有有效期，到期后自动失效并被清除。
5. Weak Cache（弱引用缓存）：使用弱引用存储元素，适合内存敏感的场景。

常用方法介绍

1. newFIFOCache(int capacity)

创建一个 FIFO 缓存，当缓存超出指定容量时，最早加入的元素将被清除。

示例代码

import cn.hutool.cache.Cache;
import cn.hutool.cache.CacheUtil;

public class CacheExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个容量为 3 的 FIFO 缓存
        Cache<String, String> fifoCache = CacheUtil.newFIFOCache(3);

        // 添加元素
        fifoCache.put("key1", "value1");
        fifoCache.put("key2", "value2");
        fifoCache.put("key3", "value3");

        // 超出容量后，最早加入的元素将被清除
        fifoCache.put("key4", "value4");

        // 此时 key1 已被清除，输出结果为 null
        System.out.println(fifoCache.get("key1")); // null
        System.out.println(fifoCache.get("key2")); // value2
    }
}

2. newLFUCache(int capacity)

创建一个 LFU 缓存，当缓存超出指定容量时，使用次数最少的元素将被清除。

示例代码

Cache<String, String> lfuCache = CacheUtil.newLFUCache(3);

lfuCache.put("key1", "value1");
lfuCache.put("key2", "value2");
lfuCache.put("key3", "value3");

// 使用 key1，增加使用次数
lfuCache.get("key1");

// 添加新元素，key2 因使用次数最少被清除
lfuCache.put("key4", "value4");

System.out.println(lfuCache.get("key2")); // null
System.out.println(lfuCache.get("key1")); // value1

3. newLRUCache(int capacity)

创建一个 LRU 缓存，当缓存超出指定容量时，最近最少使用的元素将被清除。

示例代码

Cache<String, String> lruCache = CacheUtil.newLRUCache(3);

lruCache.put("key1", "value1");
lruCache.put("key2", "value2");
lruCache.put("key3", "value3");

// 使用 key1，使其成为最近使用的元素
lruCache.get("key1");

// 添加新元素，key2 因为最近最少使用被清除
lruCache.put("key4", "value4");

System.out.println(lruCache.get("key2")); // null
System.out.println(lruCache.get("key1")); // value1

4. newTimedCache(long timeout)

创建一个定时缓存，元素有固定的有效期，到期后自动失效并被清除。

示例代码

Cache<String, String> timedCache = CacheUtil.newTimedCache(2000); // 2秒有效期

timedCache.put("key1", "value1");
timedCache.put("key2", "value2");

// 等待 3 秒后，缓存失效
Thread.sleep(3000);

System.out.println(timedCache.get("key1")); // null
System.out.println(timedCache.get("key2")); // null

5. newWeakCache()

创建一个弱引用缓存，使用弱引用存储元素，适合内存敏感的场景。元素在垃圾回收时可能被清除。

示例代码

Cache<String, String> weakCache = CacheUtil.newWeakCache();

weakCache.put("key1", "value1");

// 强制垃圾回收后，可能元素被清除
System.gc();

System.out.println(weakCache.get("key1")); // 可能为 null

实际应用场景

1. LRU Cache：适合应用程序中缓存查询结果、页面数据等，需要频繁访问的内容。
2. LFU Cache：适合需要记录访问频率，保留高频访问内容的场景。
3. Timed Cache：适合缓存具有有效期的数据，如验证码、临时数据等。
4. Weak Cache：适合缓存不重要的数据，如大型对象图的缓存，确保在内存不足时被自动清理。。