超轻量级缓存技术——EhCache

1.技术背景：

系统缓存是位于应用程序与物理数据源之间，用于临时存放复制数据的内存区域，目的是为减少应用程序对物理数据源访问的次数，从而提高应用程序的运行性能。缓存设想内存是有限的，缓存的时效性也是有限的，所以可以设定内存数量的大小可以执行失效算法，可以在内存满了的情况下，按照最少访问等算法将缓存直接移除或切换到硬盘上。

Ehcache从Hibernate发展而来，逐渐涵盖了Cache界的全部功能，是目前发展势头最好的一个项目，具有快速、简单、低消耗、扩展性强、支持对象或序列化缓存，支持缓存或元素的失效，提供LRU、LFU和FIFO缓存策略，支持内存缓存和硬盘缓存和分布式缓存机制等特点。其中Cache的存储方式为内存或磁盘（ps：无须担心容量问题）

2.EhCahe的类层次介绍：

主要分为三层，最上层是CacheManager，它是操作Ehcache的入口。可以通过CacheManager.getInstance()获得一个单子的CacheManager，或者通过CacheManager的构造函数创建一个新的CacheManager。每个CacheManger都管理多个Cache。每个Cache都以一种类Hash的方式，关联多个Element。Element就是我们用于存放缓存内容的地方。

3.环境搭建：

很简单只需要将ehcache-2.1.0-distribution.tar.gz和ehcache-web-2.0.2-distribution.tar.gz挤压的jar包放入WEB-INF/lib下。

再创建一个重要的配置文件ehcache.xml，可以从ehcache组件包中拷贝一个，也可以自己建立一个，需要放到classpath下，一般放于/WEB-INF/classed/ehcache.xml；具体的配置文件可以网上搜一下

4.实际运用

一个网站的首页估计是被访问次数最多的，我们可以考虑给首页做一个页面缓存；

缓存策略：应该是某个固定时间之内不变的，比如说2分钟更新一次，以应用结构page-filter-action-service-dao-db为例。

位置：页面缓存做到尽量靠近客户的地方，就是在page和filter之间，这样的优点就是第一个用户请求后，页面被缓存，第二个用户在请求，走到filter这个请求就结束了，需要在走到action-service-dao-db，好处当然是服务器压力大大降低和客户端页面响应速度加快。

首页页面缓存存活时间定为2分钟，也就是参数timeToLiveSeconds（缓存的存活时间）应该设置为120，同时timeToIdleSeconds（多长时间不访问缓存，就清楚该缓存）最好也设为2分钟或者小于2分钟。

 

接着我们来看一下SimplePageCachingFilter 的配置，

<filter>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<filter-class>
net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageCachingFilter
<filter-class>
<filter>
<filter-mapping>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<url-pattern>*index.actionurl-pattern>
<filter-mapping>

<filter>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<filter-class>
net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageCachingFilter
<filter-class>
<filter>
<filter-mapping>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<url-pattern>*index.actionurl-pattern>
<filter-mapping>

将上述代码加入到web.xml，那么当打开首页时，你会发现2分钟才会有一堆sql语句出现在控制台，也可以调整为5分钟，总之一切尽在掌控之中。

 

 

当然，如果你像缓存首页的部分内容时，你需要使用SimplePageFragmentCachingFilter这个filter，我看一下：

 

<filter>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<filter-class>
net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageFragmentCachingFilter
<filter-class>
filter>
<filter-mapping>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<url-pattern>*/index_right.jsp<url-pattern>
<filter-mapping>

<filter>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<filter-class>
net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageFragmentCachingFilter
<filter-class>
filter>
<filter-mapping>
<filter-name>indexCacheFilterfilter-name>
<url-pattern>*/index_right.jsp<url-pattern>
<filter-mapping>

如此我们将jsp页面通过jsp：include到其他页面，这样就做到了页面局部缓存的效果，这一点貌似没有oscache的tag好用。

 

 

此外cachefilter中还有一个特性，就是gzip，也就是缓存中的元素是被压缩过的，如果客户端浏览器支持压缩的话，filter会直接返回压缩过的流，这样节省了带宽，把解压的工作交给了客户端浏览即可，当然如果客户端不支持gzip，那么filter会把缓存的元素拿出来解压后在返回给客户端浏览器（大多数爬虫是不支持gzip的，所以filter也会解压后在返回流）。

总之，Ehcache是一个非常轻量级的缓存实现，而且从1.2之后支持了集群，而且是hibernate默认的缓存provider，本文主要介绍Ehcahe对页面缓存的支持，但是它的功能远不止如此，要用好缓存，对J2ee中缓存的原理、适用范围、适用场景等等都需要比较深刻的理解，这样才能用好用对缓存。

 

为了大家通过实际例子加深了解与场景运用，在奉献一个实例：

*在Spring中运用EhCache

适用任意一个现有开源Cache Framework，要求可以Cache系统中service或者DAO层的get/find等方法返回结果，如果数据更新（适用了Create/update/delete），则刷新cache中相应的内容。

根据需求，计划适用Spring AOP+enCache来实现这个功能，采用ehCache原因之一就是Spring提供了enCache的支持，至于为何仅仅支持ehcache而不支持oscache和jbosscache就无从得知了。

AOP少不了拦截器，先创建一个实现了MethodInterceptor接口的拦截器，用来拦截Service/DAO的方法调用，拦截到方法后，搜索该方法的结果在cache中是否存在，如果存在，返回cache中结果，如果不存在返回数据库查询结果，并将结果返回到缓存。

 

public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor, InitializingBean
{
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheInterceptor.class);
private Cache cache;
public void setCache(Cache cache) {
this.cache = cache;
}
public MethodCacheInterceptor() {
super();
}
/**
* 拦截Service/DAO 的方法，并查找该结果是否存在，如果存在就返回cache 中的值，
* 否则，返回数据库查询结果，并将查询结果放入cache
*/
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
String targetName = invocation.getThis().getClass().getName();
String methodName = invocation.getMethod().getName();
Object[] arguments = invocation.getArguments();
Object result;
logger.debug("Find object from cache is " + cache.getName());
String cacheKey = getCacheKey(targetName, methodName, arguments);
Element element = cache.get(cacheKey);
Page 13 of 26
if (element == null) {
logger.debug("Hold up method , Get method result and create cache........!");
result = invocation.proceed();
element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);
cache.put(element);
}
return element.getValue();
}
/**
* 获得cache key 的方法，cache key 是Cache 中一个Element 的唯一标识
* cache key 包括包名+类名+方法名，如com.co.cache.service.UserServiceImpl.getAllUser
*/
private String getCacheKey(String targetName, String methodName, Object[] arguments) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(targetName).append(".").append(methodName);
if ((arguments != null) && (arguments.length != 0)) {
for (int i = 0; i < arguments.length; i++) {
sb.append(".").append(arguments[i]);
}
}
return sb.toString();
}
/**
* implement InitializingBean，检查cache 是否为空
*/
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");
}
}

public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor, InitializingBean
{
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheInterceptor.class);
private Cache cache;
public void setCache(Cache cache) {
this.cache = cache;
}
public MethodCacheInterceptor() {
super();
}
/**
* 拦截Service/DAO 的方法，并查找该结果是否存在，如果存在就返回cache 中的值，
* 否则，返回数据库查询结果，并将查询结果放入cache
*/
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
String targetName = invocation.getThis().getClass().getName();
String methodName = invocation.getMethod().getName();
Object[] arguments = invocation.getArguments();
Object result;
logger.debug("Find object from cache is " + cache.getName());
String cacheKey = getCacheKey(targetName, methodName, arguments);
Element element = cache.get(cacheKey);
Page 13 of 26
if (element == null) {
logger.debug("Hold up method , Get method result and create cache........!");
result = invocation.proceed();
element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);
cache.put(element);
}
return element.getValue();
}
/**
* 获得cache key 的方法，cache key 是Cache 中一个Element 的唯一标识
* cache key 包括包名+类名+方法名，如com.co.cache.service.UserServiceImpl.getAllUser
*/
private String getCacheKey(String targetName, String methodName, Object[] arguments) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(targetName).append(".").append(methodName);
if ((arguments != null) && (arguments.length != 0)) {
for (int i = 0; i < arguments.length; i++) {
sb.append(".").append(arguments[i]);
}
}
return sb.toString();
}
/**
* implement InitializingBean，检查cache 是否为空
*/
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");
}
}

上面的代码可以看到，在方法invoke中，完成了搜索cache/新建cache的功能

 

随后，再建立一个拦截器MethodCacheAfterAdvice，作用是在用户进行create/update/delete操作时来刷新、remove相关cache内容，这个拦截器需要实现AfterRetruningAdvice接口，将会在所拦截的方法执行后执行在afterReturning（object arg0，Method arg1，Object[] arg2,object arg3)方法中所预定的操作

 

public class MethodCacheAfterAdvice implements AfterReturningAdvice, InitializingBean
{
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheAfterAdvice.class);
private Cache cache;
Page 15 of 26
public void setCache(Cache cache) {
this.cache = cache;
}
public MethodCacheAfterAdvice() {
super();
}
public void afterReturning(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, Object arg3) throws
Throwable {
String className = arg3.getClass().getName();
List list = cache.getKeys();
for(int i = 0;i<list.size();i++){
String cacheKey = String.valueOf(list.get(i));
if(cacheKey.startsWith(className)){
cache.remove(cacheKey);
logger.debug("remove cache " + cacheKey);
}
}
}
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");
}
}

public class MethodCacheAfterAdvice implements AfterReturningAdvice, InitializingBean
{
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheAfterAdvice.class);
private Cache cache;
Page 15 of 26
public void setCache(Cache cache) {
this.cache = cache;
}
public MethodCacheAfterAdvice() {
super();
}
public void afterReturning(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, Object arg3) throws
Throwable {
String className = arg3.getClass().getName();
List list = cache.getKeys();
for(int i = 0;i<list.size();i++){
String cacheKey = String.valueOf(list.get(i));
if(cacheKey.startsWith(className)){
cache.remove(cacheKey);
logger.debug("remove cache " + cacheKey);
}
}
}
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");
}
}

该方法获取目标class的全名，如：com.co.cache.test.TestServiceImpl，然后循环cache的key list，刷新/remove cache中所有和该class相关的element。

 

 

接着就是配置encache的属性，如最大缓存数量、cache刷新的时间等等。

 

<ehcache>
<diskStore path="c:\\myapp\\cache"/>
<defaultCache
maxElementsInMemory="1000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="120"
timeToLiveSeconds="120"
overflowToDisk="true"
/>
<cache name="DEFAULT_CACHE"
maxElementsInMemory="10000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="300000"
timeToLiveSeconds="600000"
overflowToDisk="true"
/>
</ehcache>

<ehcache>
<diskStore path="c:\\myapp\\cache"/>
<defaultCache
maxElementsInMemory="1000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="120"
timeToLiveSeconds="120"
overflowToDisk="true"
/>
<cache name="DEFAULT_CACHE"
maxElementsInMemory="10000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="300000"
timeToLiveSeconds="600000"
overflowToDisk="true"
/>
</ehcache>

这里需要注意的是defaultCache定义了一个默认的cache，这个Cache不能删除，否则会抛出No default cache is configured异常。另外由于使用拦截器来刷新Cache内容，因此在定义cache生命周期时可以定义较大的数值，timeToIdleSeconds="30000000",timeToLiveSeconds="6000000"，好像还不够大？

 

 

然后再将Cache和两个拦截器配置到Spring的配置文件cache.xml中即可，需要创建两个“切入点”，分别用于拦截不同方法名的方法。在配置application.xml并且导入cache.xml。这样一个简单的Spring+Encache框架就搭建完成。

 

由于时间关系就介绍到这里，以后有机会还会介绍Ehcache在分布式集群系统中的使用，谢谢大家。

 

 

 

from：http://www.cnblogs.com/zssyds