EHCache_技术文档__缓存_spring缓存

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Spring Cache 配置管理 AOP XML

<p>术语与缩写解释
缩写、术语解释
EHCache EHCache是一个快速的、轻量级的、易于使用的、进程内的缓存。它支持read-only和read/write缓存，内存和磁盘缓存。是一个非常轻量级的缓存实现，而且从1.2 之后就支持了集群，目前的最新版本是2.1。
1. 概述
1.1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，目的是为了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，可以在内存满了的时候，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Cahce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，依赖性小，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，支持内存缓存和磁盘缓存，分布式缓存机制等等特点。
Cache 存储方式：内存或磁盘。
官方网站：http://ehcache.sourceforge.net/

1.2 主要特性
1. 快速.
2. 简单.
3. 多种缓存策略
4. 缓存数据有两级：内存和磁盘，因此无需担心容量问题
5. 缓存数据会在虚拟机重启的过程中写入磁盘
6. 可以通过RMI、可插入API等方式进行分布式缓存
7. 具有缓存和缓存管理器的侦听接口
8. 支持多缓存管理器实例，以及一个实例的多个缓存区域
9. 提供Hibernate的缓存实现
1.3 环境
Windows XP、JDK1.6.03、Tomcat5.5、EHcache2.1
注意：配置好环境变量。
1.4下载资源
ehcache-2.1.0-distribution.tar.gz：以及 ehcache-web-2.0.2-distribution.tar.gz
http://sourceforge.net/projects/ehcache/
注意：同时要下载源代码，部分功能需要修改源代码，重新做包。
2. EHCache页面缓存的配置
2.1 EHCache的类层次模型
主要为三层，最上层的是CacheManager，他是操作Ehcache的入口。我们可以通过CacheManager.getInstance()获得一个单子的CacheManger，或者通过CacheManger的构造函数创建一个新的CacheManger。每个CacheManager都管理着多个Cache。而每个Cache都以一种类Hash的方式，关联着多个 Element。Element则是我们用于存放要缓存内容的地方。

2.2 环境搭建
将ehcache-2.1.0-distribution.tar.gz：以及 ehcache-web-2.0.2-distribution.tar.gz解压得到需要将它们放置到WEB-INF/lib下。
有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。常放的路径为/WEB-INF/classes/ehcache.xml。
2.3 ehcache配置文件中元素说明
ehcach.xml配置文件主要参数的解释,其实文件里有详细的英文注释//DiskStore 配置，cache文件的存放目录，主要的值有
   * user.home - 用户主目录
   * user.dir - 用户当前的工作目录
   * java.io.tmpdir - Default temp file path默认的temp文件目录
范例

1、首先设置EhCache，建立配置文件ehcache.XML，默认的位置在class- path，可以放到你的src目录下：
＜?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?＞
＜ehcache＞
＜diskStore path="Java.io.tmpdir"/＞
＜defaultCache
maxElementsInMemory="10000" ＜!- 缓存最大数目 -＞
eternal="false" ＜!- 缓存是否持久 -＞
overflowToDisk="true" ＜!- 是否保存到磁盘，当系统当机时-＞
timeToIdleSeconds="300" ＜!- 当缓存闲置n秒后销毁 -＞
timeToLiveSeconds="180" ＜!- 当缓存存活n秒后销毁-＞
diskPersistent="false"
diskExpiryThreadIntervalSeconds= "120"/＞
＜/ehcache＞

了解ehcache 的几个概念，
1 timeToIdleSeconds ，多长时间不访问该缓存，那么ehcache 就会清除该缓存。
2 timeToLiveSeconds ，缓存的存活时间，从开始创建的时间算起。

Ehcache的三种清空策略
1 FIFO，first in first out，这个是大家最熟的，先进先出。
2 LFU， Less Frequently Used，就是上面例子中使用的策略，直白一点就是讲一直以来最少被使用的。如上面所讲，缓存的元素有一个hit属性，hit值最小的将会被清出缓存。
3 LRU，Least Recently Used，最近最少使用的，缓存的元素有一个时间戳，当缓存容量满了，而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候，那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存。

首页的页面缓存
      一个网站的首页估计是被访问的次数最多的，我们可以考虑给首页做一个页面缓存
   缓存策略：我认为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之后，页面被缓存，第二个用户再来请求的时候，走到filter这个请求就结束了，无需再走后面的action- service-dao-db。带来的好处是服务器压力的减低和客户段页面响应速度的加快。

首页的页面缓存的存活时间，我们定的是2 分钟，那么也就是说我们的timeToLiveSeconds 应该设置为120 ，同时我们的timeToIdleSeconds 最好也设置为2 分钟，或者小于2 分钟。我们来看一下下面这个配置，这个配置片段应该放到ehcache.xml中：

SimplePageCachingFilter 是缓存的名字，maxElementsInMemory 表示内存中SimplePageCachingFilter 缓存中元素的最大数量为10，maxElementsOnDisk 是指持久化该缓存的元素到硬盘上的最大数量也为10 （），eternal=false 意味着该缓存会死亡。overflowToDisk=true 意思是表示当缓存中元素的数量超过限制时，就把这些元素持久化到硬盘，如果overflowToDisk 是false ，那么maxElementsOnDisk 的设置就没有什么意义了。memoryStoreEvictionPolicy=LFU 是指按照缓存的hit 值来清除，也就是说缓存满了之后，新的对象需要缓存时，将会将缓存中hit 值最小的对象清除出缓存，给新的对象腾出地方来了。
接着我们来看一下SimplePageCachingFilter的配置，
XML/HTML代码


        indexCacheFilterfilter-name>

            net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageCachingFilter



        indexCacheFilterfilter-name>
        *index.actionurl-pattern>

就只需要这么多步骤，我们就可以给某个页面做一个缓存的，把上面这段配置放到你的web.xml中，那么当你打开首页的时候，你会发现，2分钟才会有一堆sql语句出现在控制台上。当然你也可以调成5分钟，总之一切都在控制中。
好了，缓存整个页面看上去是非常的简单，甚至都不需要写一行代码，只需要几行配置就行了，够简单吧，虽然看上去简单，但是事实上内部实现却不简单哦，有兴趣的话，大家可以看看SimplePageCachingFilter继承体系的源代码。
上面的配置针对的情况是缓存首页的全部，如果你只想缓存首页的部分内容时，你需要使用SimplePageFragmentCachingFilter这个filter。我们看一下如下片断：
XML/HTML代码

        indexCacheFilterfilter-name>

            net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageFragmentCachingFilter

filter>

        indexCacheFilterfilter-name>
        */index_right.jspurl-pattern>

这个jsp需要被jsp:include到其他页面，这样就做到的局部页面的缓存。这一点貌似没有oscache的tag好用。
事实上在cachefilter中还有一个特性，就是gzip，也就是说缓存中的元素是被压缩过的，如果客户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浏览器，如果客户的浏览器不支持gzip，那么filter会把缓存的元素拿出来解压后再返回给客户浏览器（大多数爬虫是不支持gzip的，所以filter也会解压后再返回流），这样做的优点是节省带宽，缺点就是增加了客户浏览器的负担（但是我觉得对当代的计算机而言，这个负担微乎其微）。
好了，如果你的页面正好也需要用到页面缓存，不防可以考虑一下ehcache，因为它实在是非常简单，而且易用。
总结：ehcache是一个非常轻量级的缓存实现，而且从1.2之后就支持了集群，目前的最新版本是1.3，而且是hibernate默认的缓存provider。虽然本文是介绍的是ehcache对页面缓存的支持，但是ehcache的功能远不止如此，当然要使用好缓存，对JEE中缓存的原理，使用范围，适用场景等等都需要有比较深刻的理解，这样才能用好缓存，用对缓存。
最后复习一下ehcache中缓存的3种清空策略：
1 FIFO，first in first out，这个是大家最熟的，先进先出，不多讲了
2 LFU， Less Frequently Used，就是上面例子中使用的策略，直白一点就是讲一直以来最少被使用的。如上面所讲，缓存的元素有一个hit属性，hit值最小的将会被清出缓存。
2 LRU，Least Recently Used，最近最少使用的，缓存的元素有一个时间戳，当缓存容量满了，而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候，那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存。
2.4 在工程中单独使用
1.创建CacheManager （net.sf.ehcache.CacheManager）
（1）使用默认配置文件创建
CacheManager manager = CacheManager.create();
（2）使用指定配置文件创建
CacheManager manager = CacheManager.create("src/config/ehcache.xml");
（3）从classpath找寻配置文件并创建
URL url = getClass().getResource("/anothername.xml");
CacheManager manager = CacheManager.create(url);
（4）通过输入流创建
InputStream fis = new FileInputStream(new File("src/config/ehcache.xml").getAbsolutePath());
try { manager = CacheManager.create(fis); } finally { fis.close(); }
2.创建Caches （net.sf.ehcache.Cache）
（1）取得配置文件中预先定义的sampleCache1设置,生成一个Cache
Cache cache = manager.getCache("sampleCache1");
（2）设置一个名为test 的新cache,test属性为默认
CacheManager manager = CacheManager.create();
manager.addCache("test");
（3）设置一个名为test 的新cache,并定义其属性
CacheManager manager = CacheManager.create();
Cache cache = new Cache("test", 1, true, false, 5, 2);
manager.addCache(cache);
（4）删除cache
CacheManager singletonManager = CacheManager.create();
singletonManager.removeCache("sampleCache1");
3.使用Caches
（1）往cache中加入元素
Element element = new Element("key1", "value1");
cache.put(new Element(element);
（2）从cache中取得元素
Element element = cache.get("key1");
（3）从cache中删除元素
Cache cache = manager.getCache("sampleCache1");
Element element = new Element("key1", "value1");
cache.remove("key1");
3.卸载CacheManager ,关闭Cache
manager.shutdown();
3. 在Spring中运用EHCache
需要使用Spring来实现一个Cache简单的解决方案，具体需求如下：使用任意一个现有开源Cache Framework，要求可以Cache系统中Service或则DAO层的get/find等方法返回结果，如果数据更新（使用Create/update/delete方法），则刷新cache中相应的内容。
根据需求，计划使用Spring AOP + ehCache来实现这个功能，采用ehCache原因之一是Spring提供了ehCache的支持，至于为何仅仅支持ehCache而不支持osCache和JBossCache无从得知(Hibernate???)，但毕竟Spring提供了支持，可以减少一部分工作量：)。二是后来实现了OSCache和JBoss Cache的方式后，经过简单测试发现几个Cache在效率上没有太大的区别(不考虑集群)，决定采用ehCahce。
AOP嘛，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中的缓存结果，如果不存在，返回查询数据库的结果，并将结果缓存到cache中。
MethodCacheInterceptor.java
Java代码
package com.co.cache.ehcache;
import java.io.Serializable;
import net.sf.ehcache.Cache;
import net.sf.ehcache.Element;
import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.util.Assert;
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);

   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.");
}

}

上面的代码中可以看到，在方法public Object invoke(MethodInvocation invocation) 中，完成了搜索Cache/新建cache的功能。

Java代码
Element element = cache.get(cacheKey);

这句代码的作用是获取cache中的element，如果cacheKey所对应的element不存在，将会返回一个null值

Java代码
result = invocation.proceed();

这句代码的作用是获取所拦截方法的返回值，详细请查阅AOP相关文档。
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，这个拦截器实现了AfterReturningAdvice接口，将会在所拦截的方法执行后执行在public void afterReturning(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, Object arg3)方法中所预定的操作

Java代码
package com.co.cache.ehcache;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;

import net.sf.ehcache.Cache;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.aop.AfterReturningAdvice;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.util.Assert;

public class MethodCacheAfterAdvice implements AfterReturningAdvice, InitializingBean
{
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheAfterAdvice.class);

private Cache cache;

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





配置每一项的详细作用不再详细解释，有兴趣的请google下，这里需要注意一点defaultCache标签定义了一个默认的Cache，这个Cache是不能删除的，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="300000" timeToLiveSeconds="600000"，好像还不够大？
然后，在将Cache和两个拦截器配置到Spring，这里没有使用2.0里面AOP的标签。
cacheContext.xml

Java代码






   ehcache.xml









      DEFAULT_CACHE






















      .*find.*
      .*get.*









      .*create.*
      .*update.*
      .*delete.*





上面的代码最终创建了两个"切入点"，methodCachePointCut和methodCachePointCutAdvice，分别用于拦截不同方法名的方法，可以根据需要任意增加所需要拦截方法的名称。
需要注意的是

Java代码





      DEFAULT_CACHE



如果cacheName属性内设置的name在ehCache.xml中无法找到，那么将使用默认的cache(defaultCache标签定义).
事实上到了这里，一个简单的Spring + ehCache Framework基本完成了，为了测试效果，举一个实际应用的例子，定义一个TestService和它的实现类TestServiceImpl，里面包含
两个方法getAllObject()和updateObject(Object Object)，具体代码如下
TestService.java

Java代码
package com.co.cache.test;

import java.util.List;

public interface TestService {
public List getAllObject();

public void updateObject(Object Object);
}

TestServiceImpl.java

Java代码
package com.co.cache.test;

import java.util.List;

public class TestServiceImpl implements TestService
{
public List getAllObject() {
   System.out.println("---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！");
   return null;
}

public void updateObject(Object Object) {
   System.out.println("---TestService：更新了对象，这个Class产生的cache都将被remove！");
}
}

使用Spring提供的AOP进行配置
applicationContext.xml

XML/HTML代码














      methodCachePointCut
      methodCachePointCutAdvice





这里一定不能忘记import cacheContext.xml文件，不然定义的两个拦截器就没办法使用了。
最后，写一个测试的代码
MainTest.java

Java代码
(DEFAULT_CONTEXT_FILE);
   TestService testService = (TestService)context.getBean("testService");

   System.out.println("1--第一次查找并创建cache");
   testService.getAllObject();

   System.out.println("2--在cache中查找");
   testService.getAllObject();

   System.out.println("3--remove cache");
   testService.updateObject(null);

   System.out.println("4--需要重新查找并创建cache");
   testService.getAllObject();
}
}

运行，结果如下

Java代码
1--第一次查找并创建cache
---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！
2--在cache中查找
3--remove cache
---TestService：更新了对象，这个Class产生的cache都将被remove！
4--需要重新查找并创建cache
---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！

大功告成 .可以看到，第一步执行getAllObject()，执行TestServiceImpl内的方法，并创建了cache，在第二次执行getAllObject()方法时，由于cache有该方法的缓存，直接从cache中get出方法的结果，所以没有打印出TestServiceImpl中的内容，而第三步，调用了updateObject方法，和TestServiceImpl相关的cache被remove，所以在第四步执行时，又执行TestServiceImpl中的方法，创建Cache。
网上也有不少类似的例子，但是很多都不是很完备，自己参考了一些例子的代码，其实在spring-modules中也提供了对几种cache的支持，ehCache，OSCache，JBossCache这些，看了一下，基本上都是采用类似的方式，只不过封装的更完善一些，主要思路也还是Spring的AOP，有兴趣的可以研究一下。
4. 分布式缓存集群环境配置
4.1集群配置方式
ehcache提供三种网络连接策略来实现集群，rmi,jgroup还有jms。这里只说rmi方式。同时ehcache可以可以实现多播的方式实现集群。也可以手动指定集群主机序列实现集群，本例应用手动指定。
这里说点题外话，本来看着分发包中的原来的例子配置是一件不怎么难的事情，应该很容易就能实现。但是一开始，我是在我的linux主机上和我的主操作系统windows上实现集群配置。结果反过来弄过去，都没有成功。然后在网上找一些别人的配置经验，竟然都是配置片段，没有完整的实例文件。结果配置半天没成功。但我怀疑是我的linux系统有些地方可能没有配置好，于是先不管他。有开启了我的另一个windows主机。然后把程序部署上去，竟然一次试验成功。高兴的同时，我得发句话“不要把代码片段称作实例，这很不负责任”。同时还存在一个问题，在linux下没有部署成功的原因有待查明。
具体说明：配置cacheManagerPeerListenerFactory是配宿主主机配置监听程序，来发现其他主机发来的同步请求配置cacheManagerPeerProviderFactory是指定除自身之外的网络群体中其他提供同步的主机列表，用“|”分开不同的主机。
下面的例子的测试过程是：主机B缓存开启，并从名为UserCache的缓存中循环抓取键值为“key1”的元素，直到取到，才退出循环。主机A缓存启动，并在名为UserCache的缓存中放入键值为“key1”的元素。显然，如果主机B取到的元素，那么就证明同步成功，也就是集群成功。所以在测试过程中先启动主机B的测试程序，在启动主机A的测试程序。
下面具体说配置文件以及测试程序：
1. 主机A的配置文件以及测试源代码
config/ehcache_cluster.xml
Xml代码
1.
3.
7.
8.
11.
12.
17.
19.
20.
21.
24.
26.
27.
tutorial/UsingCacheCluster
Java代码
1. package tutorial;
2.
3. import java.net.URL;
4.
5. import net.sf.ehcache.Cache;
6. import net.sf.ehcache.CacheManager;
7. import net.sf.ehcache.Element;
8.
9. public class UsingCacheCluster {
10.
11.     public static void main(String[] args) throws Exception {
12.         URL url = UsingCacheCluster.class.getClassLoader().getResource(
13.                 "config/ehcache_cluster.xml");
14.         CacheManager manager = new CacheManager(url);
15.         //取得Cache
16.         Cache cache = manager.getCache("UserCache");
17.         Element element = new Element("key1", "value1");
18.         cache.put(element);
19.
20.         Element element1 = cache.get("key1");
21.         System.out.println(element1.getValue());
22.     }
23.
24. }
2. 主机B上的配置文件以及测试代码
config/ehcache_cluster.xml
Xml代码
1.
3.
7.
8.
11.
12.
17.
19.
20.
21.
24.
26.
27.

tutorial/UsingCacheCluster
Java代码
1. package tutorial;
2.
3. import java.net.URL;
4.
5. import net.sf.ehcache.Cache;
6. import net.sf.ehcache.CacheManager;
7. import net.sf.ehcache.Element;
8.
9. public class UsingCacheCluster {
10.
11.     public static void main(String[] args) throws Exception {
12.         URL url = UsingCacheCluster.class.getClassLoader().getResource(
13.                 "config/ehcache_cluster.xml");
14.         CacheManager manager = new CacheManager(url);
15.         //取得Cache
16.         Cache cache = manager.getCache("UserCache");
17.
18.         while(true) {
19.             Element e = cache.get("key1");
20.             if(e != null) {
21.                 System.out.println(e.getValue());
22.                 break;
23.             }
24.             Thread.sleep(1000);
25.         }
26.     }
27.
28. }</p>

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Ehcache缓存同步 | Domain Model分为三种类型

2011-04-02 21:54
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分类:编程语言
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