Cache em Java: Redis, Memcached e soluções embutidas para profissionais

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Cache em Java: Redis, Memcached e soluções embutidas: nível avançado

Cache é uma das ferramentas-chave para melhorar o desempenho e a escalabilidade de aplicações Java. No nível avançado, o desenvolvedor enfrenta a escolha entre sistemas distribuídos (Redis, Memcached) e caches embutidos leves (Caffeine, Guava). Neste artigo, analisaremos as diferenças arquitetônicas, cenários de uso e forneceremos exemplos práticos de código para cada solução.

1. Caches embutidos: Caffeine e Guava

Caches embutidos operam dentro da JVM e não requerem serviços externos. Eles são ideais para armazenar dados temporários que não precisam ser sincronizados entre nós.

Caffeine — o padrão moderno

Caffeine é uma biblioteca de alto desempenho para cache em Java que substituiu o Guava Cache. Ela usa o algoritmo Window TinyLFU para remoção eficiente de entradas.

// Dependência Maven// <dependency>//     <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>//     <artifactId>caffeine</artifactId>//     <version>3.1.8</version>// </dependency>

import com.github.benmanes.caffeine.cache.Cache;import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CaffeineExample {    public static void main(String[] args) {        Cache<String, User> userCache = Caffeine.newBuilder()                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)                .maximumSize(10_000)                .recordStats()                .build();

        // Escrita        userCache.put("user:123", new User("Alice", "alice@example.com"));

        // Leitura        User user = userCache.getIfPresent("user:123");        System.out.println("Usuário em cache: " + user);

        // Leitura atômica com carregamento        User result = userCache.get("user:456", key -> loadUserFromDB(key));    }

    private static User loadUserFromDB(String key) {        // Simulação de carregamento do banco de dados        return new User("Bob", "bob@example.com");    }

    static class User {        private final String name;        private final String email;

        User(String name, String email) {            this.name = name;            this.email = email;        }

        @Override        public String toString() {            return "User{name='" + name + "', email='" + email + "'}";        }    }}

Guava Cache — solução comprovada

O Guava Cache do Google continua sendo uma escolha popular para projetos que já usam a biblioteca Guava. Ele suporta várias estratégias de remoção e listeners.

import com.google.common.cache.CacheBuilder;import com.google.common.cache.CacheLoader;import com.google.common.cache.LoadingCache;

import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class GuavaCacheExample {    public static void main(String[] args) throws ExecutionException {        LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder()                .expireAfterAccess(5, TimeUnit.MINUTES)                .maximumSize(5000)                .removalListener(notification ->                     System.out.println("Removido: " + notification.getKey()))                .build(new CacheLoader<String, String>() {                    @Override                    public String load(String key) {                        return "Calculado: " + key.toUpperCase();                    }                });

        // Escrita        cache.put("key1", "value1");

        // Leitura com carregamento automático        String value = cache.get("key2");        System.out.println(value); // "Calculado: KEY2"    }}