本文主要介绍 Caching 模式，在 Java Design Patterns 网站上有对该模式进行介绍。这里主要是做个笔记，并添加一些扩展，以加深对该设计模式的理解。
介绍
缓存模式（Caching Pattern）是一种设计模式，旨在通过在资源使用后将其保留在某个快速访问的存储中，并在需要时重新使用资源，以避免昂贵的资源重新获取。
缓存模式的目的是减少重复获取、初始化和释放同一资源所带来的不必要性能开销。通过将资源保留在缓存中，可以避免再次获取资源，从而提高系统的响应速度和性能。
在缓存模式中，当需要访问资源时，首先检查缓存中是否存在该资源的副本。如果缓存中存在资源，则直接从缓存中获取并返回给调用方。如果缓存中不存在资源，则需要从原始数据源或其他途径获取资源，并将其存储在缓存中，以供后续使用。
缓存模式适用于那些需要频繁访问、计算成本较高的资源的情况，例如数据库查询、网络请求、文件读写等。通过使用缓存模式，可以显著提升系统的性能和响应速度，减少对原始数据源的访问次数，从而降低系统的负载。
关于缓存模式的更多信息和实现方式，您可以参考以下资源：
- Write-Through, Write-Around, Write-Back: Cache Explained：对缓存模式进行了详细解释和说明，提供了不同的缓存策略和实现方式。
- Read-Through, Write-Through, Write-Behind, and Refresh-Ahead Caching：介绍了不同类型的缓存操作和策略，包括读取、写入、刷新等。
- Cache-Aside Pattern：介绍了缓存模式中的一种常见实现方式，即"Cache-Aside"模式，包括其工作原理和使用方法。
实现策略
缓存模式有多种常见的实现策略，以下是其中一些常见的实现策略：
- 写入穿透（Write-Through）：当从数据源获取数据时，将数据同时写入缓存。这样，在下一次需要相同数据时，可以从缓存中获取，避免再次访问数据源。写入穿透策略确保缓存中始终保持最新的数据。
- 写入回写（Write-Back）：在数据发生变化时，首先将数据写入缓存，然后再定期将缓存中的数据批量写回到数据源。写入回写策略可以减少对数据源的频繁写入操作，提高性能。
- 写入旁路（Write-Around）：将写操作直接发送到数据源，而不是通过缓存。这样可以避免将不经常访问的数据写入缓存，从而节省缓存空间。只有当数据被读取时，才会将其放入缓存。
- 刷新预取（Refresh-Ahead）：在缓存中存储数据的同时，预先获取和更新与当前数据相关的其他数据。这样，当需要访问相关数据时，可以直接从缓存中获取，减少等待时间。
- 最近最少使用（Least Recently Used, LRU）：根据数据的访问频率和时间进行缓存淘汰。当缓存空间不足时，优先淘汰最近最少被访问的数据，以保留最常用的数据。
- 固定时间过期（Time-To-Live, TTL）：为缓存中的每个数据项设置一个固定的过期时间。一旦数据项超过过期时间，将被视为过期并从缓存中移除。
- 异步刷新（Asynchronous Refresh）：在数据过期或无效时，通过异步方式从数据源获取新数据并更新缓存。这样可以避免阻塞调用方，提高系统的响应速度。
缓存框架
当涉及到缓存框架或工具时，有几个常见且广泛使用的选项可以考虑。以下是其中一些常见的缓存框架或工具：
- Ehcache: Ehcache 是一个流行的开源 Java 缓存框架，提供了各种缓存策略和功能，包括内存缓存、磁盘缓存、分布式缓存等。它易于使用且性能优秀，可以轻松集成到 Java 应用程序中。
- Redis: Redis 是一个开源的高性能内存数据结构存储系统，也可以用作缓存。它支持多种数据结构和丰富的缓存功能，如数据过期、持久化、分布式缓存等。Redis 可以作为独立的缓存服务器，也可以与应用程序集成使用。
- Memcached: Memcached 是一个简单而高效的分布式内存对象缓存系统。它以键值对的形式存储数据，并提供了分布式缓存的支持。Memcached 适用于高并发环境下的缓存需求，可以减轻后端数据库的压力。
- Caffeine: Caffeine 是一个基于 Java 的高性能缓存库，专注于提供快速的缓存访问和高效的内存管理。它支持各种缓存策略和功能，并提供了线程安全和异步加载等特性。
- Hazelcast: Hazelcast 是一个开源的分布式数据存储和计算平台，其中包括了分布式缓存的功能。它提供了高可用性和可扩展性，并支持多种缓存策略和分布式缓存模式。
- Guava Cache: Guava Cache 是 Google 的 Guava 库中提供的一个本地缓存实现。它提供了简单易用的 API，支持各种缓存策略和功能，如过期时间、最大缓存大小、缓存统计等。
- Apache Ignite: Apache Ignite 是一个内存计算平台，提供了分布式缓存和计算能力。它可以作为一个分布式缓存存储数据，并支持 SQL 查询、分布式计算、流处理等功能。
- Couchbase: Couchbase 是一个面向企业应用的 NoSQL 数据库和缓存平台。它提供了可扩展的内存缓存功能，并支持数据持久化和分布式缓存集群。
- Aerospike: Aerospike 是一个高性能的 NoSQL 数据库和缓存平台，专注于提供低延迟和高吞吐量的数据访问。它支持内存和闪存存储，并具有分布式缓存的功能。
- Oracle Coherence: Oracle Coherence 是一个企业级的分布式缓存和数据网格解决方案。它提供了高可用性、可扩展性和事务支持，并支持多种缓存策略和数据复制模式。