緩存模塊設(shè)計淺談

佘勇 虞芬

摘 要：隨著社會和計算機(jī)水平的不斷的發(fā)展，人們在日常生活和工作中處理的數(shù)據(jù)越來越多，這給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器帶來很大的負(fù)擔(dān)，并且大量的數(shù)據(jù)傳送造成網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸。大量的用戶都需要通過數(shù)據(jù)庫來查詢符合自己需求的數(shù)據(jù)，而且很多的用戶查詢的是相同的數(shù)據(jù)。開始人們用提升服務(wù)器的配置來解決工作負(fù)擔(dān)大的問題，但這是換湯不換藥的做法，沒有從根本上解決這個問題。可采用緩存減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，把以前查詢過的結(jié)果存放在客戶端，再有相同的查詢時不用去請求服務(wù)器返回結(jié)果，而是由客戶端直接返回結(jié)果給用戶。這篇論文主要討論緩存模塊中數(shù)據(jù)庫返回的查詢結(jié)果如何存取。

關(guān)鍵詞：Cache；OSCache；緩存；客戶端；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

文件存取模塊的設(shè)計

下面我們以Map接口為例來說明設(shè)計下文件存取模塊使用各種實(shí)現(xiàn)類時，總是要生成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橄到y(tǒng)不知道集合中如何存放對象。但在訪問實(shí)際集合時，用使用接口的方法，這樣就可以在需要時將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)從數(shù)組集合變成散列表的集合然后由于集合類仍然實(shí)現(xiàn)相同的集合接口，不需要改變他的代碼。

用何種方式存放對象呢？這是緩存最為重要的一步，在Java 2中有很多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)接口，接口和集合類的選擇是緩存非常重要的。

Map接口用于保持關(guān)鍵字（Key）和數(shù)值（Value）的集合，集合中的每個項(xiàng)目加入時都提供數(shù)值和關(guān)鍵字

Map接口有三個實(shí)現(xiàn)集合類；HashMap、WeakHashMap、和TreeMap 類。HashMap是基于Hash表的映射；WeakHashMap是基于弱引用Hash表的映射；TreeHash是基于平衡樹的映射。

Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap是Java1.2引進(jìn)的Map interface的一個實(shí)現(xiàn) HashMap允許將null作為一個entry的key或者value，而Hashtable不允許 還有就是，HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containsKey。因?yàn)閏ontains方法容易讓人引起誤解。最大的不同是，Hashtable的方法是Synchronize的，而HashMap不是，在多個線程訪問Hashtable時，不需要自己為它的方法實(shí)現(xiàn)同步，而HashMap就必須為之提供外同步。 Hashtable和HashMap采用的hash/rehash算法都大概一樣，所以性能不會有很大的差異。

HashMap可謂JDK的一大實(shí)用工具，把各個Object映射起來，實(shí)現(xiàn)了“鍵--值”對應(yīng)的快速存取。但實(shí)際里面做了些什么呢？

在這之前，先介紹一下負(fù)載因子和容量的屬性。大家都知道其實(shí)一個HashMap 的實(shí)際容量就因子*容量，其默認(rèn)值是 16×0.75=12；這個很重要，對效率很一定影響！當(dāng)存入HashMap的對象超過這個容量時，HashMap 就會重新構(gòu)造存取表。兩個關(guān)鍵的方法，put和get：

先有這樣一個概念，HashMap是聲明了Map，Cloneable， Serializable接口，和繼承了AbstractMap類，里面的 Iterator其實(shí)主要都是其內(nèi)部類HashIterator和其他幾個 iterator類實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然還有一個很重要的繼承了Map.Entry的 Entry內(nèi)部類，它包含了hash，value，key和next這四個屬性，很重要。

這個就是判斷鍵值是否為空，并不很深奧，其實(shí)如果為空，它會返回一個static Object作為鍵值，這就是為什么HashMap允許空鍵值的原因。

我們把關(guān)鍵的方法拿出來分析：

因?yàn)閔ash的算法有可能令不同的鍵值有相同的hash碼并有相同的table索引，如：key=“33”和key=Object g的hash都是-8901334，那它經(jīng)過indexfor之后的索引一定都為i，這樣在new的時候這個Entry的next就會指向這個原本的table[i]，再有下一個也如此，形成一個鏈表，和put的循環(huán)對定e.next獲得舊的值。到這里，HashMap的結(jié)構(gòu)，大家也十分明白了吧？

所謂的重構(gòu)也不萬能的，就是建一個兩倍大的table，然后再一個個indexfor進(jìn)去，如果你能讓你的HashMap不需要重構(gòu)那么多次，效率會大大提高！

[參考文獻(xiàn)]

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