谈谈java中的缓存

写在前面
  说起缓存，记得曾看过最简单的一句话来描述缓存，缓存即空间换时间的一种方式。缓存主要是将程序中常使用的数据存储中一定的介质（如内存）等，以避免程序每次调用都要去和数据库交互，给程序的性能带来损耗。如果程序中存在缓存，那么在调用程序时就可以先看缓存中是否存在，不存在再去与数据库交互，提高了程序整体的运行的速度。接下来我们就来学习总结下缓存的分类、相关技术以及实现方式。
  缓存的分类
  在本文中，我们按照缓存的用途将缓存分为两种，一种是本地缓存；一种是分布式缓存。
  本地缓存指的是程序级别的缓存组件，它的特点是本地缓存和应用程序会运行在同一个进程中，所以本地缓存的操作会非常快，因为在同一个进程内也意味着不会有网络上的延迟和开销。本地缓存适用于单节点非集群的应用场景，它的优点是快，缺点是多程序无法共享缓存。
  分布式缓存将应用系统和缓存组件进行分离的缓存机制，这样多个应用系统就可以共享一套缓存数据了，它的特点是共享缓存服务和可集群部署，为缓存系统提供了高可用的运行环境，以及缓存共享的程序运行机制。
  缓存的实现技术：
  本地缓存的实现技术由 EhCache 和 Google 的 Guava 来实现。他们的特点如下：
  EhCache 是目前比较流行的开源缓存框架，是用纯 Java 语言实现的简单、快速的 Cache 组件。EhCache 支持内存缓存和磁盘缓存。
  Guava Cache 是 Google 开源的 Guava 里的一个子功能，它是一个内存型的本地缓存实现方案，提供了线程安全的缓存操作机制。Guava Cache 类似于 Map 集合的方式对键值对进行操作，只不过多了过期淘汰等处理逻辑。
  分布式缓存可以使用 Redis 或 Memcached 来实现。那么他们之间又有什么区别？
  Redis支持服务器端的数据操作：Redis相比Memcached来说，拥有更多的数据结构和并支持更丰富的数据操作，通常在Memcached里，你需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去。这大大增加了网络IO的次数和数据体积。在Redis中，这些复杂的操作通常和一般的GET/SET一样高效。所以，如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作，那么Redis会是不错的选择。
  memcached没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据；但是redis目前是原生支持cluster模式的，redis官方就是支持redis cluster集群模式的，比memcached来说要更好。
   redis是目前比较常用的缓存实现方式之一，因为redis在高效缓存的同时还支持持久化，是真的香。我也有专门的文章介绍redis相关知识，链接如下： 对redis感兴趣可深入学习。
   在缓存的实现中吗，常涉及一些缓存淘汰的算法，主要有LRU（Least Recently Used，最近很少使用）、LFU（Least Frequently Used，最近不常被使用）和 FIFO（First In First Out，先进先出）等。他们的特点如下：
  LRU 算法有一个缺点，比如说很久没有使用的一个键值，如果最近被访问了一次，那么即使它是使用次数最少的缓存，它也不会被淘汰；
   LFU 算法解决了偶尔被访问一次之后，数据就不会被淘汰的问题，它是根据总访问次数来淘汰数据的，其核心思想是“如果数据过去被访问多次，那么将来它被访问次数也会比较多”。因此 LFU 可以理解为比 LRU 更加合理的淘汰算法。
  下面介绍一些常见的缓存过期策略
  目前比较常见的过期策略有以下三种：定时删除、惰性删除、定期删除。
  定时删除是指在设置键值的过期时间时，创建一个定时事件，当到达过期时间后，事件处理器会执行删除过期键的操作。它的优点是可以及时的释放内存空间，缺点是需要开启多个延迟执行事件来处理清除任务，这样就会造成大量任务事件堆积，占用了很多系统资源。
  惰性删除不会主动删除过期键，而是在每次请求时才会判断此值是否过期，如果过期则删除键值，否则就返回 null。它的优点是只会占用少量的系统资源，缺点是清除不够及时，会造成一定的空间浪费。
  定期删除是指每隔一段时间检查一次数据库，随机删除一些过期键值。
  一般地，实现缓存的各种技术中都是搭配使用，如redis就是使用了定期删除和惰性删除这两种策略。
  介绍完了缓存，我们可以手动实现一个缓存的系统，主要思路如下：
  1.需要定义一个存放缓存值的实体类，这个类里包含了缓存的相关信息，比如缓存的 key 和 value，缓存的存入时间、最后使用时间和命中次数（预留字段，用于支持 LFU 缓存淘汰）
  2.定义缓存的载体，用一个 ConcurrentHashMap 保存缓存的 key 和 value 对象（缓存值的实体类）
  3.新增一个缓存操作的工具类，用于添加和删除缓存，
  4.最后再缓存启动时，开启一个无限循环的线程用于检测并删除过期的缓存。
  实现代码如下：

  下面介绍下项目中使用到的缓存技术？是如何使用的？

  缓存使用不当会造成什么后果呢？