摘要：
缓存体系架构：
一级缓存：JVM本地缓存
二级缓存：Redis集中缓存
三级缓存：Nginx缓存（Proxy Cache缓存；Lua缓存）
Java（或任何编程语言）中的本地热点缓存（通常指的是本地缓存，如使用Guava Cache、EhCache、Caffeine等库实现的缓存，或者简单的HashMap/ConcurrentHashMap作为缓存）在性能优化中起着至关重要的作用。以下是为什么Java（以及许多其他系统和应用）需要本地热点缓存的几个主要原因：
减少数据库或远程服务调用：
- 当应用需要频繁访问数据库或远程服务来获取数据时，这些调用可能会成为性能瓶颈。本地缓存允许应用存储常用数据，并在需要时直接从缓存中获取，而不是每次都进行远程调用。
降低网络延迟：
- 对于分布式系统，远程服务调用通常涉及网络延迟。本地缓存可以显著减少这些延迟，因为数据直接从本地内存中获取。
提高响应速度：
- 由于数据是从本地内存中检索的（比从磁盘或网络获取要快得多），因此应用可以更快地响应请求。
减轻数据库压力：
- 通过减少数据库查询，本地缓存可以帮助减轻数据库服务器的负载，使其能够更有效地处理其他请求。
实现一致性策略：
- 本地缓存允许应用实现更复杂的一致性策略，如最终一致性，同时保持高性能。
缓存热点数据：
- 在许多应用中，存在所谓的“热点数据”，即被频繁访问的数据。本地缓存可以确保这些热点数据始终在内存中，从而加速访问。
支持事务和并发：
- 一些缓存库（如Guava Cache和Caffeine）提供了对事务和并发的支持，确保在多线程环境中缓存的正确性和性能。
缓存失效和更新：
- 本地缓存通常具有失效策略（如基于时间或基于访问的失效）和更新策略（如写穿、写回或刷新），以确保缓存中的数据与数据源保持一致。
减少资源消耗：
- 虽然缓存本身会消耗一些内存，但它通常可以显著减少CPU和网络资源的消耗，因为应用不需要频繁地进行远程调用或执行复杂的计算。
易于实现和集成：
- Java提供了许多易于使用和集成的缓存库和框架，使得在应用中实现本地缓存变得相对简单。
总之，本地热点缓存是优化Java应用性能的重要工具之一，它可以帮助应用更快地响应请求、减轻数据库压力、降低网络延迟，并提高整体系统的可扩展性和可靠性。
基于 google guava 实现的本地热点缓存示例
import com.google.common.cache.CacheBuilder;
import com.google.common.cache.CacheLoader;
import com.google.common.cache.LoadingCache;import java.time.Duration;
import java.util.concurrent.Executors;/*** @desc 本地热点缓存 Cache 工具类**/
public class CacheUtils {/*** 构建异步刷新的 LoadingCache 对象** @param duration 过期时间* @param loader CacheLoader 对象* @return LoadingCache 对象*/public static <K, V> LoadingCache<K, V> buildAsyncReloadingCache(Duration duration, CacheLoader<K, V> loader) {return CacheBuilder.newBuilder()// 设置缓存窗口初始容量为10.initialCapacity(10)// 设置缓存中存储的KEY超过100个后按照LRU策略移除.maximumSize(100)// 只阻塞当前数据加载线程，其他线程返回旧值.refreshAfterWrite(duration)// 通过 asyncReloading 实现全异步加载，包括 refreshAfterWrite 被阻塞的加载线程.build(CacheLoader.asyncReloading(loader, Executors.newCachedThreadPool()));}/*** 构建同步刷新的 LoadingCache 对象** @param duration 过期时间* @param loader CacheLoader 对象* @return LoadingCache 对象*/public static <K, V> LoadingCache<K, V> buildCache(Duration duration, CacheLoader<K, V> loader) {return CacheBuilder.newBuilder().refreshAfterWrite(duration).build(loader);}}
)
