一. 背景

RxCache 是一个支持 Java 和 Android 的 Local Cache 。

之前的文章给 Java 和 Android 构建一个简单的响应式Local Cache曾详细介绍过它。

RxCache 包含了两级缓存： Memory 和 Persistence 。

下图是 rxcache-core 模块的 uml 类图

二. 持久层

RxCache 的持久层包括 Disk、DB，分别单独抽象了 Disk、DB 接口并继承 Persistence。

DB 接口:

package com.safframework.rxcache.persistence.db;

import com.safframework.rxcache.persistence.Persistence;

/**
 * Created by tony on 2018/10/14.
 */
public interface DB extends Persistence {

}

在 RxCache 的持久层，尝试集成 Android 常用的持久层框架。

2.1 集成 greenDAO

greenDAO 是一款开源的面向 Android 的轻便、快捷的 ORM 框架，将 Java 对象映射到 SQLite 数据库。

首先，创建一个缓存实体 CacheEntity ，它包含 id、key、data、timestamp、expireTime。其中 data 是待缓存的对象并转换成 json 字符串。

@Entity
public class CacheEntity {

    @Id(autoincrement = true)
    private Long id;

    public String key;

    public String data;// 对象转换的 json 字符串

    public Long timestamp;

    public Long expireTime;

    ...... // getter 、setter
}

创建一个单例的 DBService ，并提供返回 CacheEntityDao 的方法。其实，crud 的逻辑也可以放在此处。

public class DBService {

    private static final String DB_NAME = "cache.db";
    private static volatile DBService defaultInstance;
    private DaoSession daoSession;

    private DBService(Context context) {

        DaoMaster.DevOpenHelper helper = new DaoMaster.DevOpenHelper(context, DB_NAME);

        DaoMaster daoMaster = new DaoMaster(helper.getWritableDatabase());

        daoSession = daoMaster.newSession();
    }

    public static DBService getInstance(Context context) {
        if (defaultInstance == null) {
            synchronized (DBService.class) {
                if (defaultInstance == null) {
                    defaultInstance = new DBService(context.getApplicationContext());
                }
            }
        }
        return defaultInstance;
    }

    public CacheEntityDao getCacheEntityDao(){
        return daoSession.getCacheEntityDao();
    }

}

创建 GreenDAOImpl 实现 DB 接口，实现真正的缓存逻辑。

import com.safframework.rxcache.config.Constant;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import com.safframework.rxcache.domain.Source;
import com.safframework.rxcache.persistence.converter.Converter;
import com.safframework.rxcache.persistence.converter.GsonConverter;
import com.safframework.rxcache.persistence.db.DB;
import com.safframework.tony.common.utils.Preconditions;

import java.lang.reflect.Type;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @FileName: com.safframework.rxcache4a.persistence.db.greendao.GreenDAOImpl
 * @author: Tony Shen
 * @date: 2018-10-15 11:50
 * @version: V1.0 <描述当前版本功能>
 */
public class GreenDAOImpl implements DB {

    private CacheEntityDao dao;
    private Converter converter;

    public GreenDAOImpl(CacheEntityDao dao) {

        this(dao,new GsonConverter());
    }

    public GreenDAOImpl(CacheEntityDao dao, Converter converter) {

        this.dao = dao;
        this.converter = converter;
    }

    @Override
    public <T> Record<T> retrieve(String key, Type type) {

        CacheEntity entity = dao.queryBuilder().where(CacheEntityDao.Properties.Key.eq(key)).unique();

        if (entity==null) return null;

        long timestamp = entity.timestamp;
        long expireTime = entity.expireTime;
        T result = null;

        if (expireTime<0) { // 缓存的数据从不过期

            String json = entity.data;

            result = converter.fromJson(json,type);
        } else {

            if (timestamp + expireTime > System.currentTimeMillis()) {  // 缓存的数据还没有过期

                String json = entity.data;

                result = converter.fromJson(json,type);
            } else {        // 缓存的数据已经过期

                evict(key);
            }
        }

        return result != null ? new Record<>(Source.PERSISTENCE, key, result, timestamp, expireTime) : null;
    }

    @Override
    public <T> void save(String key, T value) {

        save(key,value, Constant.NEVER_EXPIRE);
    }

    @Override
    public <T> void save(String key, T value, long expireTime) {

        if (Preconditions.isNotBlanks(key,value)) {

            CacheEntity entity = new CacheEntity();
            entity.setKey(key);
            entity.setTimestamp(System.currentTimeMillis());
            entity.setExpireTime(expireTime);
            entity.setData(converter.toJson(value));
            dao.save(entity);
        }
    }

    @Override
    public List<String> allKeys() {

        List<CacheEntity> list = dao.loadAll();

        List<String> result = new ArrayList<>();

        for (CacheEntity entity:list) {

            result.add(entity.key);
        }

        return result;
    }

    @Override
    public boolean containsKey(String key) {

        List<String> keys = allKeys();

        return Preconditions.isNotBlank(keys) ? keys.contains(key) : false;
    }

    @Override
    public void evict(String key) {

        CacheEntity entity = dao.queryBuilder().where(CacheEntityDao.Properties.Key.eq(key)).unique();

        if (entity!=null) {

            dao.delete(entity);
        }

    }

    @Override
    public void evictAll() {

        dao.deleteAll();
    }
}

2.2 集成 Room

Room 是 Google 开发的一个 SQLite 对象映射库。使用它来避免样板代码并轻松地将 SQLite 数据转换为 Java 对象。 Room 提供 SQLite 语句的编译时检查，可以返回 RxJava 和 LiveData Observable。

同样，需要先创建一个 CacheEntity，但是不能共用之前的 CacheEntity。因为 Room、greenDAO 使用的 @Entity不同。

@Entity
public class CacheEntity {

    @PrimaryKey(autoGenerate = true)
    private Long id;

    public String key;

    public String data;// 对象转换的 json 字符串

    public Long timestamp;

    public Long expireTime;

    ...... // getter 、setter
}

创建一个 CacheEntityDao 用于 crud 的实现。

import java.util.List;

import androidx.room.Dao;
import androidx.room.Delete;
import androidx.room.Insert;
import androidx.room.Query;

import static androidx.room.OnConflictStrategy.IGNORE;

/**
 * @FileName: com.safframework.rxcache4a.persistence.db.room.CacheEntityDao
 * @author: Tony Shen
 * @date: 2018-10-15 16:44
 * @version: V1.0 <描述当前版本功能>
 */
@Dao
public interface CacheEntityDao {

    @Query("SELECT * FROM cacheentity")
    List<CacheEntity> getAll();

    @Query("SELECT * FROM cacheentity WHERE `key` = :key LIMIT 0,1")
    CacheEntity findByKey(String key);

    @Insert(onConflict = IGNORE)
    void insert(CacheEntity entity);

    @Delete
    void delete(CacheEntity entity);

    @Query("DELETE FROM cacheentity")
    void deleteAll();
}

创建一个 AppDatabase 表示一个数据库的持有者。

import androidx.room.Database;
import androidx.room.RoomDatabase;

/**
 * @FileName: com.safframework.rxcache4a.persistence.db.room.AppDatabase
 * @author: Tony Shen
 * @date: 2018-10-15 16:40
 * @version: V1.0 <描述当前版本功能>
 */
@Database(entities = {CacheEntity.class}, version = 1)
public abstract class AppDatabase extends RoomDatabase {

    public abstract CacheEntityDao cacheEntityDao();
}

最后，创建 RoomImpl 实现 DB 接口，实现真正的缓存逻辑。

import android.content.Context;

import com.safframework.rxcache.config.Constant;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import com.safframework.rxcache.domain.Source;
import com.safframework.rxcache.persistence.converter.Converter;
import com.safframework.rxcache.persistence.converter.GsonConverter;
import com.safframework.rxcache.persistence.db.DB;
import com.safframework.tony.common.utils.Preconditions;

import java.lang.reflect.Type;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import androidx.room.Room;

/**
 * @FileName: com.safframework.rxcache4a.persistence.db.room.RoomImpl
 * @author: Tony Shen
 * @date: 2018-10-15 16:46
 * @version: V1.0 <描述当前版本功能>
 */
public class RoomImpl implements DB {

    private AppDatabase db;
    private Converter converter;
    private static final String DB_NAME = "cache";

    public RoomImpl(Context context) {

        this(context,new GsonConverter());
    }

    public RoomImpl(Context context, Converter converter) {

        this.db = Room.databaseBuilder(context, AppDatabase.class, DB_NAME).build();
        this.converter = converter;
    }

    @Override
    public <T> Record<T> retrieve(String key, Type type) {

        CacheEntity entity = db.cacheEntityDao().findByKey(key);

        if (entity==null) return null;

        long timestamp = entity.timestamp;
        long expireTime = entity.expireTime;
        T result = null;

        if (expireTime<0) { // 缓存的数据从不过期

            String json = entity.data;

            result = converter.fromJson(json,type);
        } else {

            if (timestamp + expireTime > System.currentTimeMillis()) {  // 缓存的数据还没有过期

                String json = entity.data;

                result = converter.fromJson(json,type);
            } else {        // 缓存的数据已经过期

                evict(key);
            }
        }

        return result != null ? new Record<>(Source.PERSISTENCE, key, result, timestamp, expireTime) : null;
    }

    @Override
    public <T> void save(String key, T value) {

        save(key,value, Constant.NEVER_EXPIRE);
    }

    @Override
    public <T> void save(String key, T value, long expireTime) {

        if (Preconditions.isNotBlanks(key,value)) {

            CacheEntity entity = new CacheEntity();
            entity.setKey(key);
            entity.setTimestamp(System.currentTimeMillis());
            entity.setExpireTime(expireTime);
            entity.setData(converter.toJson(value));
            db.cacheEntityDao().insert(entity);
        }
    }

    @Override
    public List<String> allKeys() {

        List<CacheEntity> list = db.cacheEntityDao().getAll();

        List<String> result = new ArrayList<>();

        for (CacheEntity entity:list) {

            result.add(entity.key);
        }

        return result;
    }

    @Override
    public boolean containsKey(String key) {

        List<String> keys = allKeys();

        return Preconditions.isNotBlank(keys) ? keys.contains(key) : false;
    }

    @Override
    public void evict(String key) {

        CacheEntity entity = db.cacheEntityDao().findByKey(key);

        if (entity!=null) {

            db.cacheEntityDao().delete(entity);
        }
    }

    @Override
    public void evictAll() {

        db.cacheEntityDao().deleteAll();
    }
}

这两种集成方式，都使用 CacheEntity 的 data 来存储对象转换后的 json 字符串。使用这种方式，可以替换成任何的持久层框架。使得 DB 也可以成为 RxCache 的其中一级缓存。

三. 使用

编写单元测试，看一下集成 greenDAO 的效果。

分别测试多种对象的存储、带 ExpireTime 的存储。

import android.content.Context;
import android.support.test.InstrumentationRegistry;
import android.support.test.runner.AndroidJUnit4;

import com.safframework.rxcache.RxCache;
import com.safframework.rxcache.domain.Record;
import com.safframework.rxcache4a.persistence.db.greendao.CacheEntityDao;
import com.safframework.rxcache4a.persistence.db.greendao.DBService;
import com.safframework.rxcache4a.persistence.db.greendao.GreenDAOImpl;

import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;

import static org.junit.Assert.assertEquals;
import static org.junit.Assert.assertNull;

/**
 * @FileName: com.safframework.rxcache4a.GreenDAOImplTest
 * @author: Tony Shen
 * @date: 2018-10-15 18:51
 * @version: V1.0 <描述当前版本功能>
 */
@RunWith(AndroidJUnit4.class)
public class GreenDAOImplTest {

    Context appContext;
    DBService dbService;

    @Before
    public void setUp() {
        appContext = InstrumentationRegistry.getTargetContext();
        dbService = DBService.getInstance(appContext);
    }

    @Test
    public void testWithObject() {

        CacheEntityDao dao = dbService.getCacheEntityDao();
        GreenDAOImpl impl = new GreenDAOImpl(dao);
        impl.evictAll();

        RxCache.config(new RxCache.Builder().persistence(impl));

        RxCache rxCache = RxCache.getRxCache();

        Address address = new Address();
        address.province = "Jiangsu";
        address.city = "Suzhou";
        address.area = "Gusu";
        address.street = "ren ming road";

        User u = new User();
        u.name = "tony";
        u.password = "123456";
        u.address = address;

        rxCache.save("user",u);

        Record<User> record = rxCache.get("user", User.class);

        assertEquals(u.name, record.getData().name);
        assertEquals(u.password, record.getData().password);
        assertEquals(address.city, record.getData().address.city);

        rxCache.save("address",address);

        Record<Address> record2 = rxCache.get("address", Address.class);
        assertEquals(address.city, record2.getData().city);
    }

    @Test
    public void testWithExpireTime() {

        CacheEntityDao dao = dbService.getCacheEntityDao();
        GreenDAOImpl impl = new GreenDAOImpl(dao);
        impl.evictAll();

        RxCache.config(new RxCache.Builder().persistence(impl));

        RxCache rxCache = RxCache.getRxCache();

        User u = new User();
        u.name = "tony";
        u.password = "123456";
        rxCache.save("test",u,2000);

        try {
            Thread.sleep(2500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Record<User> record = rxCache.get("test", User.class);

        assertNull(record);
    }
}

两个 test case 都顺利通过，表示集成 greenDAO 没有问题。当然，集成 Room 也是一样。

四. 总结

我单独创建了一个项目 RxCache4a 用于整合的 greenDAO、Room 等。

Github 地址: https://github.com/fengzhizi715/RxCache4a

未来，可能对框架增加一些 Annotation，以及增加 Cache 清除的算法。

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