Google guava cache源码解析1--构建缓存器（3）

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mb5fe18fccaee95 2018-12-19 09:40:00

文章标签 初始化数组引用类型缓存赋值 文章分类 Java 后端开发

下面介绍在LocalCache(CacheBuilder, CacheLoader)中调用的一些方法：

CacheBuilder-->getConcurrencyLevel()
int getConcurrencyLevel() { return (concurrencyLevel == UNSET_INT) ? //是否设置了concurrencyLevel DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL//如果没有设置，采用默认值16 : concurrencyLevel;//如果设置了，采用设置的值 }
说明：检查是否设置了concurrencyLevel，如果设置了，采用设置的值，如果没有设置，采用默认值16

CacheBuilder-->getKeyStrength()
//获取键key的强度（默认为Strong，还有weak和soft） Strength getKeyStrength() { return MoreObjects.firstNonNull(keyStrength, Strength.STRONG); }
说明：获取key的引用类型（强度），默认为Strong（强引用类型），下表列出MoreObjects的方法firstNonNull(@Nullable T first, @Nullable T second)
public static <T> T firstNonNull(@Nullable T first, @Nullable T second) { return first != null ? first : checkNotNull(second); }

CacheBuilder-->getValueStrength()
Strength getValueStrength() { return MoreObjects.firstNonNull(valueStrength, Strength.STRONG); }
说明：获取value的引用类型（强度），默认为Strong（强引用类型）

CacheBuilder-->getExpireAfterWriteNanos()
long getExpireAfterWriteNanos() { return (expireAfterWriteNanos == UNSET_INT) ? DEFAULT_EXPIRATION_NANOS : expireAfterWriteNanos; }
说明：获取超时时间，如果设置了，就是设置值，如果没设置，默认是0

CacheBuilder-->getInitialCapacity()
int getInitialCapacity() { return (initialCapacity == UNSET_INT) ? DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : initialCapacity; }
说明：获取初始化容量，如果指定了就是用指定容量，如果没指定，默认为16。值得注意的是，该容量是用于计算每个Segment的容量的，并不一定是每个Segment的容量，其具体使用的方法见LocalCache(CacheBuilder, CacheLoader)

LocalCache-->evictsBySize()
//这里maxWeight没有设置值，默认为UNSET_INT,即-1 boolean evictsBySize() { return maxWeight >= 0; }
说明：这是一个与weight相关的方法，由于我们没有设置weight，所以该方法对我们的程序没有影响。

EntryFactory-->getFatory()
/** * Masks used to compute indices in the following table. */ static final int ACCESS_MASK = 1; static final int WRITE_MASK = 2; static final int WEAK_MASK = 4; /** * Look-up table for factories. */ static final EntryFactory[] factories = { STRONG, STRONG_ACCESS, STRONG_WRITE, STRONG_ACCESS_WRITE, WEAK, WEAK_ACCESS, WEAK_WRITE, WEAK_ACCESS_WRITE, }; static EntryFactory getFactory(Strength keyStrength, boolean usesAccessQueue, boolean usesWriteQueue) { int flags = ((keyStrength == Strength.WEAK) ? WEAK_MASK : 0)//0 | (usesAccessQueue ? ACCESS_MASK : 0)//0 | (usesWriteQueue ? WRITE_MASK : 0);//WRITE_MASK-->2 return factories[flags];//STRONG_WRITE }
说明：EntryFactory是LocalCache的一个内部枚举类，通过上述方法，获取除了相应的EntryFactory，这里选出的是STRONG_WRITE工厂，该工厂代码如下：
STRONG_WRITE { /** * 创建新的Entry */ @Override <K, V> ReferenceEntry<K, V> newEntry(Segment<K, V> segment, K key, int hash, @Nullable ReferenceEntry<K, V> next) { return new StrongWriteEntry<K, V>(key, hash, next); } /** * 将原来的Entry（original）拷贝到当下的Entry（newNext） */ @Override <K, V> ReferenceEntry<K, V> copyEntry(Segment<K, V> segment, ReferenceEntry<K, V> original, ReferenceEntry<K, V> newNext) { ReferenceEntry<K, V> newEntry = super.copyEntry(segment, original, newNext); copyWriteEntry(original, newEntry); return newEntry; } }
在该工厂中，指定了创建新entry的方法与复制原有entry为另一个entry的方法。
LocalCache-->newSegmentArray(int ssize)
/** * 创建一个指定大小的Segment数组 */ @SuppressWarnings("unchecked") final Segment<K, V>[] newSegmentArray(int ssize) { return new Segment[ssize]; }
说明：该方法用于创建一个指定大小的Segment数组。关于Segment的介绍后边会说。

LocalCache-->createSegment(initialCapacity,maxSegmentWeight,StatsCounter)
Segment<K, V> createSegment(int initialCapacity, long maxSegmentWeight, StatsCounter statsCounter) { return new Segment<K, V>(this, initialCapacity, maxSegmentWeight, statsCounter); }
该方法用于为之前创建的Segment数组的每一个元素赋值。
下边列出Segment类的一些属性和方法：
final LocalCache<K, V> map;// 外部类的一个实例 /** 该Segment中已经存在缓存的个数 */ volatile int count; /** * 指定是下边的AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> table，即扩容也是只扩自己的Segment * The table is expanded when its size exceeds this threshold. (The * value of this field is always {@code (int) (capacity * 0.75)}.) */ int threshold; /** * 每个Segment中的table */ volatile AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> table; /** * The maximum weight of this segment. UNSET_INT if there is no maximum. */ final long maxSegmentWeight; /** * map中当前元素的一个队列，队列元素根据write time进行排序，每write一个元素就将该元素加在队列尾部 */ @GuardedBy("this") final Queue<ReferenceEntry<K, V>> writeQueue; /** * A queue of elements currently in the map, ordered by access time. * Elements are added to the tail of the queue on access (note that * writes count as accesses). */ @GuardedBy("this") final Queue<ReferenceEntry<K, V>> accessQueue; Segment(LocalCache<K, V> map, int initialCapacity, long maxSegmentWeight, StatsCounter statsCounter) { this.map = map; this.maxSegmentWeight = maxSegmentWeight;//0 this.statsCounter = checkNotNull(statsCounter); initTable(newEntryArray(initialCapacity)); writeQueue = map.usesWriteQueue() ? //过期时间>0 new WriteQueue<K, V>() //WriteQueue : LocalCache.<ReferenceEntry<K, V>> discardingQueue(); accessQueue = map.usesAccessQueue() ? //false new AccessQueue<K, V>() : LocalCache.<ReferenceEntry<K, V>> discardingQueue(); } AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> newEntryArray(int size) { return new AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>>(size);//new Object[size]; } void initTable(AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> newTable) { this.threshold = newTable.length() * 3 / 4; // 0.75 if (!map.customWeigher() && this.threshold == maxSegmentWeight) { // prevent spurious expansion before eviction this.threshold++; } this.table = newTable; }
Segment的构造器完成了三件事儿：为变量复制 + 初始化Segment的table + 构建相关队列

initTable(newEntryArray(initialCapacity))源代码在Segment类中已给出：初始化table的步骤简述为：创建一个指定个数的ReferenceEntry数组，计算扩容值。
其他队列不说了，这里实际上只用到了WriteQueue，建立该Queue的目的是用于实现LRU缓存回收算法

到目前为止，guava cache的完整的一个数据结构基本上就建立起来了。最后再总结一下。

guava cache的数据结构：

Google guava cache源码解析1--构建缓存器（3）_引用类型

guava cache的数据结构的构建流程：

1）构建CacheBuilder实例cacheBuilder

2）cacheBuilder实例指定缓存器LocalCache的初始化参数

3）cacheBuilder实例使用build()方法创建LocalCache实例（简单说成这样，实际上复杂一些）

3.1）首先为各个类变量赋值（通过第二步中cacheBuilder指定的初始化参数以及原本就定义好的一堆常量）

3.2）之后创建Segment数组

3.3）最后初始化每一个Segment[i]

3.3.1）为Segment属性赋值

3.3.2）初始化Segment中的table，即一个ReferenceEntry数组（每一个key-value就是一个ReferenceEntry）

3.3.3）根据之前类变量的赋值情况，创建相应队列，用于LRU缓存回收算法

这里，我们就用开头给出的代码实例，来看一下，最后构建出来的cache结构是个啥：

显示指定：

expireAfterWriteNanos==20min maximumSize==1000

默认值：

concurrency_level==4（用于计算Segment个数） initial_capcity==16 （用于计算每个Segment容量）

keyStrength==STRONG 　　valueStrength==STRONG

计算出：

entryFactory==STRONG_WRITE

segmentCount==4：Segment个数，一个刚刚大于等于concurrency_level且是2的几次方的一个数

segmentCapacity==initial_capcity/segmentCount==4：用来计算每个Segment能放置的entry个数的一个值，一个刚刚等于initial_capcity/segmentCount或者比initial_capcity/segmentCount大1的数（关键看是否除尽）

segmentSize==4：每个Segment能放置的entry个数，刚刚>=segmentCapacity&&是2的几次方的数

segments==Segment[segmentCount]==Segment[4]

segments[i]：

包含一个ReferenceEntry[segmentSize]==ReferenceEntry[4]
WriteQueue：用于LRU算法的队列
threshold==newTable.length()*3/4==segmentSize*3/4==3：每个Segment中有了3个Entry（key-value），就会扩容，扩容机制以后在添加Entry的时候再讲

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