参考文章：http://zhuanlan.51cto.com/art/201705/538546.htm
参考代码：https://github.com/lebron374/cacheDemo
一、缓存简介
缓存，笔者的理解是让数据更接近于使用者，目的是让访问速度更多。工作机制是先从缓存中读取数据，如果没有，则再从慢速设备上读取实际数据并同步到缓存。那些经常读取的数据、频繁访问的数据、热点数据、IO瓶颈数据、计算昂贵的数据、符合五分钟法则和局部性原理的数据都可以进行缓存。如CPU→L1/L2/L3→内存→磁盘就是一个典型的例子，CPU需要数据时先从L1读取，如果没有找到，则查找L2/L3读取，如果没有，则到内存中查找，如果还没有，则会到磁盘中查找。还有比如用过Maven的朋友都应该知道，加载依赖的时候，先从本机仓库找，再从本地服务器仓库找，最后到远程仓库服务器找。还有如京东的物流为什么那么快?他们在各地都有分仓库，如果该仓库有货物，那么送货的速度是非常快的。
本文以Java应用缓存为示例进行讲解。
二、缓存命中率
缓存命中率是从缓存中读取数据的次数与总读取次数的比率，命中率越高越好。缓存命中率 = 从缓存中读取次数/〔总读取次数(从缓存中读取次数 + 从慢速设备上读取的次数)〕。这是一个非常重要的监控指标，如果做缓存，则应通过监控这个指标来看缓存是否工作良好。
三、缓存回收策略
1. 基于空间
即设置缓存的存储空间，如设置为10MB，当达到存储空间时，按照一定的策略移除数据。
2. 基于容量
基于容量指缓存设置了最大大小，当缓存的条目超过最大大小，则按照一定的策略将旧数据移除。
3. 基于时间
TTL(Time To Live )：存活期，即缓存数据从缓存中创建时间开始直到它到期的一个时间段(不管在这个时间段内有没有访问都将过期)。
TTI(Time To Idle)：空闲期，即缓存数据多久没被访问过将从缓存中移除的时间。
4. 基于Java对象引用
软引用：如果一个对象是软引用，那么当JVM堆内存不足时，垃圾回收器可以回收这些对象。软引用适合用来做缓存，从而当JVM堆内存不足时，可以回收这些对象腾出一些空间供强引用对象使用，从而避免OOM。
弱引用：当垃圾回收器回收内存时，如果发现弱引用，则将立即回收它。相对于软引用有更短的生命周期。
注意：弱引用/软引用对象只有当没有其他强引用对象引用它时，垃圾回收时才回收该引用。即如果有一个对象(不是弱引用/软引用)引用了弱引用/软引用对象，那么垃圾回收时不会回收该引用对象。
5. 回收算法
使用基于空间和基于容量的会使用一定的策略移除旧数据，常见的如下。
FIFO(First In First Out)：先进先出算法，即先放入缓存的先被移除。
LRU(Least Recently Used)：最近最少使用算法，使用时间距离现在最久的那个被移除。
LFU(Least Frequently Used)：最不常用算法，一定时间段内使用次数(频率)最少的那个被移除。
实际应用中基于LRU的缓存居多，如Guava Cache、Ehcache支持LRU。
两种模式如下。
● 单机时：存储最热的数据到堆缓存，相对热的数据到堆外缓存，不热的数据存到磁盘缓存。
● 集群时：存储最热的数据到堆缓存，相对热的数据到堆外缓存，全量数据存到分布式缓存。
接下来，我们看看如何在Java中使用堆缓存、堆外缓存、磁盘缓存、分布式缓存，是不是感觉像L1、L2、L3级缓存架构。
Guava Cache只提供堆缓存，小巧灵活，性能最好，如果只使用堆缓存，那么使用它就够了。
EhCache3.x提供了堆缓存、堆外缓存、磁盘缓存、分布式缓存。但是，其代码注释比较少，API还不完善(比如，2.x支持LRU、LFU、FIFO，而3.x目前还没有API设置)，功能还不完善(比如，集群情况个人测试其暂时不可以生产环境使用)，如果需要较稳定的API和功能，则请考虑使用EhCache2.x(不支持堆外缓存)。
MapDB是一款嵌入式Java数据库引擎和集合框架。提供了Maps、Sets、Lists、Queues、Bitmaps的支持，还支持ACID事务，增量备份。支持堆缓存、堆外缓存、磁盘缓存。
