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GuavaCache默认容量及内存限制详解

2026-02-17 12:00:55 0浏览收藏

Guava Cache 在未显式设置 maximumSize 时看似“无限”，实则是一个危险的无界缓存——它既无条目数量硬限制，也不受权重或过期策略约束，仅依赖 JVM 堆内存和底层 int 索引（理论上限约 21 亿），但实际运行中极易因内存耗尽触发 OOM、GC 崩溃或响应雪崩；官方虽未明令禁止，却强烈隐含要求开发者必须主动设定合理容量边界（如 maximumSize 或 maximumWeight），配合过期策略与监控指标，才能避免生产环境中的隐蔽泄漏、性能抖动与不可控崩溃——所谓“无约束”，实则是把最棘手的内存治理难题悄悄交给了最不透明的 JVM 层。

Guava Cache 默认容量限制与内存约束分析

Guava Cache 在未设置 maximumSize 时无硬性条目数上限，理论最大值为 Integer.MAX_VALUE（约 21 亿），但实际受限于 JVM 堆内存，通常在耗尽内存前就已触发 OOM。

当使用 CacheBuilder.newBuilder().build() 创建缓存（如 Cache cacheWithoutSize = CacheBuilder.newBuilder().build();）时，Guava 不会自动施加任何容量限制——既无基于条目数的上限（maximumSize），也无基于权重或过期时间的强制约束。这意味着该缓存的行为本质上是“无界缓存”（unbounded cache），其容量仅受 JVM 可用堆内存和 Java 对象引用结构的底层限制所制约。

从实现角度看，Guava Cache 底层基于 LocalCache，其内部条目存储在哈希表结构中，条目总数由 int 类型索引管理，因此理论绝对上限为 Integer.MAX_VALUE（即 2³¹−1 ≈ 2.147 × 10⁹）。但这仅是一个数值边界，绝非安全可用的实践上限。

例如，假设缓存中每个条目包含一个 String key（16 字节）和一个轻量 Long value（8 字节），忽略对象头、引用指针、哈希桶数组扩容、并发分段等开销，单条目基础内存占用约 24–40 字节。即便按最乐观的 32 字节/条目估算，容纳 1 亿条目需约 3.2 GB 堆空间；达到 5 亿条目则需超 16 GB——此时 LocalCache 自身的元数据（如 Segment[]、ReferenceEntry 链表节点、弱/软引用队列等）开销已显著上升，GC 压力剧增，响应延迟不可控。

更关键的是：Guava 明确不推荐无界缓存。官方文档虽未直接声明“禁止不设 maximumSize”，但在 CacheBuilder 的设计哲学中，所有构建参数（如 maximumSize、maximumWeight、expireAfterWrite、refreshAfterWrite）均旨在引导用户显式定义缓存治理策略。缺失这些策略将导致：

内存泄漏风险（尤其当 key/value 持有长生命周期对象时）；
GC 频繁 Full GC 或 G1 Mixed GC 超时；
缓存雪崩时无法快速驱逐旧数据，加剧系统抖动。

✅ 正确做法示例（推荐始终设置合理上限）：

Cache<String, Object> safeCache = CacheBuilder.newBuilder()
    .maximumSize(10_000)           // 明确限制最多 1 万条目
    .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES)
    .removalListener((RemovalListener<String, Object>) 
        notification -> log.debug("Evicted: {} → {}", 
            notification.getKey(), notification.getCause()))
    .build();

⚠️ 注意事项：