如何构建应用级缓存？

什么是应用级缓存？

先说一下缓存，缓存就是一组保存起来以备将来使用的东西，可以加快系统快速相应，例如CPU缓存，指得是位于CPU与内存之间的临时存储器，容量比内存小，但速度要比内存快。应用级缓存需要我们开发者通过代码来实现，那就会涉及到NoSql，现在的Redis、MongoDb、Memcache就是构建应用级缓存的重要技术。

如何构建多级缓存？

我们可以通过Redis集群和其他多种缓存技术实现一个多级缓存，大概处理流程如下。

首先，用户的请求被负载均衡服务分发到Nginx上，接着，Nginx应用服务器读取本地缓存，实现本地缓存的方式可以是Lua Shared Dict，或者面向磁盘或内存的Nginx Proxy Cache，以及本地的Redis实现等，如果本地缓存命中则直接返回。

如果Nginx应用服务器的本地缓存没有命中，就会进一步读取相应的分布式缓存一Redis分布式缓存的集群，可以考虑使用主从架构来提升性能和吞吐量，如果分布式缓存命中则直接返回相应数据，并写入到Nginx应用服务器的本地缓存中。

如果Redis分布式缓存也没有命中，则会回到Tomcat集群。

在Tomcat集群应用中，首先读取本地平台级缓存，如果平台级缓存命中则直接返回数据，并会同步写到主Redis集群，然后再同步到从Redis集群。此处可能存在多个Tomcat实例同时写主Redis集群的情况，可能会造成数据错乱，需要注意缓存的更新机制和原子化操作。

如果所有缓存都没有命中，系统就只能查询数据库或其他数据的提供的地方并返回，

常用的缓存算法

当缓存中没有命中，并且缓存容量已经满了，就会在缓存中去除一条旧数据，去除哪些数据就是由下面这些算法决定的。

1. Least-Recently-Used (LRU)
   替换掉最近被请求最少的对象，这种在实际中应用最广。
   浏览器一般使用了 LRU作为缓存算法。新的对象会被放在缓存的顶部，当缓存达到了容量极限，底部的对象被去除。

2. Least-Frequently-Used (LFU)
   替换掉访问次数最少的缓存，这种策略是保留最常用的、最流行的对象，替换掉很少使用的那些数据。

3. Least Recently Used 2 (LRU2 )
   LRU的变种，把被两次访问过的对象放人缓存池，当缓存池满了之后，会把有两次最少使用的缓存对象去除。

4. Two Queues ( 2Q)
   Two Queues是LRU的另一.个变种，把被访问的数据放到LRU的缓存中，如果这个对象再一次被访问，就把他转移到第二个、更大的LRU缓存，使用了多级缓存的方式。去除缓存对象是为了保持第一个缓存池 是第二个缓存池的1/3。当缓存的访问负载是固定的时候，把LRU换成LRU2，就比增加缓存的容量更好。

5. SIZE
   替换占用空间最大的对象，这种策略通过淘汰 一个大对象而不是多个小对象来提高命中率。不过，可能有些进人缓存的小对象永远不会再被访问。SIZE 策略没有提供淘汰这类对象的机制，也会导致“缓存污染”。

6. LRU-Threshold
   不缓存超过某一size的对象，其他与LRU相同。

本文地址：https://blog.csdn.net/HouXinLin_CSDN/article/details/107364585