Golang使用ttl機(jī)制保存內(nèi)存數(shù)據(jù)方法詳解

更新時(shí)間：2023年03月08日 09:56:28 作者：夢(mèng)想畫家

ttl(time-to-live) 數(shù)據(jù)存活時(shí)間，我們這里指數(shù)據(jù)在內(nèi)存中保存一段時(shí)間，超過期限則不能被讀取到，與Redis的ttl機(jī)制類似。本文僅實(shí)現(xiàn)ttl部分，不考慮序列化和反序列化

獲取當(dāng)前時(shí)間

涉及時(shí)間計(jì)算，這里首先介紹如何獲取當(dāng)前時(shí)間，以及時(shí)間的精度，這里為了簡化，精度到秒級(jí)。

使用time.Now可以獲取當(dāng)前時(shí)間，time.Unix 或 time.UnixNano可以獲得時(shí)間戳。

now := time.Now()      // current local time
sec := now.Unix()      // number of seconds since January 1, 1970 UTC
nsec := now.UnixNano() // number of nanoseconds since January 1, 1970 UTC
fmt.Println(now)  // time.Time
fmt.Println(sec)  // int64
fmt.Println(nsec) // int64

輸出結(jié)果：

2023-02-19 16:52:51.5894329 +0800 CST m=+0.004286801
1676796771
1676796771589432900

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

首先定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容器的結(jié)構(gòu)：

type Data struct {
	Key       string
	Value     interface{}
	Timestamp int64
}
type Heap struct {
	dataMx *sync.RWMutex
	data   map[string]Data
}

Data 包括key和value以及ttl時(shí)間（單位秒），Heap容器包括map類型data以及RWMutex讀寫鎖，讀寫鎖是支持并發(fā)操作。

下面定義Heap結(jié)構(gòu)一些方法。

Heap操作

主要方法包括New，Set，Del，Get三個(gè)方法。

func New() *Heap {
	return &Heap{
		dataMx: &sync.RWMutex{},
		data:   map[string]Data{},
	}
}
func (h *Heap) Set(key string, value interface{}, ttl int64) {
	if ttl == 0 {
		return
	}
	data := Data{
		Key:       key,
		Value:     value,
		Timestamp: time.Now().Unix(),
	}
	if ttl > 0 {
		data.Timestamp += ttl
	} else if ttl < 0 {
		data.Timestamp = -1
	}
	h.dataMx.Lock()
	h.data[key] = data
	h.dataMx.Unlock()
}
func (h *Heap) Get(key string) (val interface{}, ok bool) {
	var data Data
	h.dataMx.RLock()
	data, ok = h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if ok {
		if data.Timestamp != -1 && data.Timestamp <= time.Now().Unix() {
			h.Del(key)
			ok = false
		} else {
			val = data.Value
		}
	}
	return
}
func (h *Heap) Del(key string) {
	h.dataMx.RLock()
	_, ok := h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if !ok {
		return
	}
	h.dataMx.Lock()
	delete(h.data, key)
	h.dataMx.Unlock()
}

New方法無需多解釋，我們直接看Set方法。

Set方法實(shí)現(xiàn)邏輯：如果ttl為0則直接返回，反之先初始化Data數(shù)據(jù)，這里初始化當(dāng)前時(shí)間為Data的時(shí)間戳；接著判斷ttl，如果大于零則Data的時(shí)間戳加上ttl，反之為-1；下面開始通過讀寫鎖存儲(chǔ)Heap的data。

Del方法，首先通過讀鎖讀取key對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，如果失敗直接返回（可能已經(jīng)過期，其他協(xié)程已經(jīng)獲取過），反之直接刪除數(shù)據(jù)。

Get方法，讀取邏輯與Del一樣，如果正確讀取，則判斷時(shí)間戳，不等于-1且小于當(dāng)前時(shí)間則表明已過期，調(diào)用Del方法進(jìn)行刪除，返回nil和false；反之返回value及true。

測(cè)試ttl容器Heap

首先定義heap,然后調(diào)用Set方法，增加數(shù)據(jù)key,value,ttl為2秒：

func main() {
	keyTag := "key"
	heap := New()
	defer func() {
		heap.Del(keyTag)
	}()
	heap.Set(keyTag, "value", 2)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag := heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v\n", val, flag)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag = heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v\n", val, flag)
}

然后模擬等待1秒后調(diào)用Get方法，兩次直接結(jié)果和預(yù)期一致：

value, true
<nil>, false

完整代碼

下面給出完整代碼：

package main
import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
type Data struct {
	Key       string
	Value     interface{}
	Timestamp int64
}
type Heap struct {
	dataMx *sync.RWMutex
	data   map[string]Data
}
func New() *Heap {
	return &Heap{
		dataMx: &sync.RWMutex{},
		data:   map[string]Data{},
	}
}
func (h *Heap) Set(key string, value interface{}, ttl int64) {
	if ttl == 0 {
		return
	}
	data := Data{
		Key:       key,
		Value:     value,
		Timestamp: time.Now().Unix(),
	}
	if ttl > 0 {
		data.Timestamp += ttl
	} else if ttl < 0 {
		data.Timestamp = -1
	}
	h.dataMx.Lock()
	h.data[key] = data
	h.dataMx.Unlock()
}
func (h *Heap) Get(key string) (val interface{}, ok bool) {
	var data Data
	h.dataMx.RLock()
	data, ok = h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if ok {
		if data.Timestamp != -1 && data.Timestamp <= time.Now().Unix() {
			h.Del(key)
			ok = false
		} else {
			val = data.Value
		}
	}
	return
}
func (h *Heap) Del(key string) {
	h.dataMx.RLock()
	_, ok := h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if !ok {
		return
	}
	h.dataMx.Lock()
	delete(h.data, key)
	h.dataMx.Unlock()
}
func main() {
	keyTag := "key"
	heap := New()
	defer func() {
		heap.Del(keyTag)
	}()
	heap.Set(keyTag, "value", 2)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag := heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v\n", val, flag)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag = heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v\n", val, flag)
}

總結(jié)

本文解釋Golang如果實(shí)現(xiàn)ttl機(jī)制在內(nèi)存存儲(chǔ)自動(dòng)失效數(shù)據(jù)。首先介紹時(shí)間戳原理，然后定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并簡單實(shí)現(xiàn)Set、Get、Del方法實(shí)現(xiàn)了ttl機(jī)制。未來再增加序列化功能：保存和恢復(fù)。參考實(shí)現(xiàn)：https://github.com/leprosus/golang-ttl-map。

到此這篇關(guān)于Golang使用ttl機(jī)制保存內(nèi)存數(shù)據(jù)方法詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go保存內(nèi)存數(shù)據(jù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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