Google开源的Java重用工具集库Guava里的一款缓存工具，实现的缓存功能：

• 自动将entry节点加载进缓存结构
• 当缓存的数据超过设置的最大值时，使用LRU移除
• 具备根据entry节点上次被访问或者写入时间计算它的过期机制
• 缓存的key被封装在WeakReference引用内
• 缓存的Value被封装在WeakReference或SoftReference引用内
• 统计缓存使用过程中命中率、异常率、未命中率等统计数据

Guava Cache架构设计源于ConcurrentHashMap，简单场景下可自行编码通过HashMap做少量数据的缓存。

但若结果可能随时间改变或希望存储的数据空间可控，***自己实现这种数据结构。

使用多个segments方式的细粒度锁，在保证线程安全的同时，支持高并发场景需求。

Cache类似Map，是存储K.V对的集合，不过它还需处理evict、expire、dynamic load等算法逻辑，需要一些额外信息实现这些操作，需做方法与数据的关联封装。

Guava Cache数据结构

Cache由多个Segment组成，而每个Segment包含一个ReferenceEntry数组：

volatile @MonotonicNonNull AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> table;

每个ReferenceEntry数组项都是一条ReferenceEntry链。

一个ReferenceEntry包含key、hash、value Reference、next字段，除了在ReferenceEntry数组项中组成的链。

ReferenceEntry可以是强引用类型的key，也可以WeakReference类型的key，为了减少内存使用量，还可以根据是否配置了expireAfterWrite、expireAfterAccess、maximumSize来决定是否需要write链和access链确定要创建的具体Reference：StrongEntry、StrongWriteEntry、StrongAccessEntry、StrongWriteAccessEntry等。

ReferenceEntry接口

• reference map中的节点

map中节点可处于如下状态：
有效的：

• Live：设置了有效的键/值
• Loading：加载中

无效的：

• Expired：时间已过（键/值仍可设置）
• Collected：键/值已部分收集，但尚未清理
• Unset：标记为未设置，等待清理或重用

ValueReference

Value的引用

之所以用Reference命令，是因为Cache要支持：

• WeakReference K
• SoftReference、WeakReference V

ValueReference 因为Cache支持强引用的Value、SoftReference Value以及WeakReference Value，因而它对应三个实现类：StrongValueReference、SoftValueReference、WeakValueReference。

LoadingValueReference

为支持动态加载机制，它还有一个LoadingValueReference，需动态加载一个key的值时：

• 先把该值封装在LoadingValueReference，以表达该key对应的值已经在加载
• 若其它线程也要查询该key对应的值，就能得到该引用，并且等待该值加载完成，以保证该值只被加载一次
• 在该值加载完成后，将LoadingValueReference替换成其他ValueReference类型

ValueReference对象中会保留对ReferenceEntry的引用，这是因为在Value因为WeakReference、SoftReference被回收时，需要使用其key将对应的项从Segment的table中移除。

Queue

在一个Segment中，所有ReferenceEntry还组成：

• access链（accessQueue）
• write链（writeQueue）

为了实现LRU，Guava Cache在Segment中添加的这两条链，都是双向链表，通过ReferenceEntry中的如下链接而成：

• previousInWriteQueue
• nextInWriteQueue
• previousInAccessQueue
• nextInAccessQueue

WriteQueue

AccessQueue

WriteQueue和AccessQueue都自定义了offer、peek、remove、poll等操作：

offer操作，若是：

• 新增节点
  直接加到该链的结尾
• 已存在的节点
  将该节点链接的链尾

remove操作：

直接从该链中移除该节点

poll操作：

将头节点的下一个节点移除，并返回。