ehchace缓存

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Ehcache 整合Spring 使用页面、对象缓存

Ehcache在很多项目中都出现过，用法也比较简单。一般的加些配置就可以了，而且Ehcache可以对页面、对象、数据进行缓存，同时支持集群/分布式缓存。如果整合Spring、Hibernate也非常的简单，Spring对Ehcache的支持也非常好。EHCache支持内存和磁盘的缓存，支持LRU、LFU和FIFO多种淘汰算法，支持分布式的Cache，可以作为Hibernate的缓存插件。同时它也能提供基于Filter的Cache，该Filter可以缓存响应的内容并采用Gzip压缩提高响应速度。

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一、准备工作

如果你的系统中已经成功加入Spring、Hibernate；那么你就可以进入下面Ehcache的准备工作。

1、 下载jar包

Ehcache 对象、数据缓存：http://ehcache.org/downloads/destination?name=ehcache-core-2.5.2-distribution.tar.gz&bucket=tcdistributions&file=ehcache-core-2.5.2-distribution.tar.gz

Web页面缓存：http://ehcache.org/downloads/destination?name=ehcache-web-2.0.4-distribution.tar.gz&bucket=tcdistributions&file=ehcache-web-2.0.4-distribution.tar.gz

2、 需要添加如下jar包到lib目录下

ehcache-core-2.5.2.jar

ehcache-web-2.0.4.jar 主要针对页面缓存

3、 当前工程的src目录中加入配置文件

ehcache.xml

ehcache.xsd

这些配置文件在ehcache-core这个jar包中可以找到



二、Ehcache基本用法

CacheManager cacheManager = CacheManager.create();
// 或者
cacheManager = CacheManager.getInstance();
// 或者
cacheManager = CacheManager.create("/config/ehcache.xml");
// 或者
cacheManager = CacheManager.create("http://localhost:8080/test/ehcache.xml");
cacheManager = CacheManager.newInstance("/config/ehcache.xml");
// .......

// 获取ehcache配置文件中的一个cache
Cache sample = cacheManager.getCache("sample");
// 获取页面缓存
BlockingCache cache = new BlockingCache(cacheManager.getEhcache("SimplePageCachingFilter"));
// 添加数据到缓存中
Element element = new Element("key", "val");
sample.put(element);
// 获取缓存中的对象，注意添加到cache中对象要序列化 实现Serializable接口
Element result = sample.get("key");
// 删除缓存
sample.remove("key");
sample.removeAll();

// 获取缓存管理器中的缓存配置名称
for (String cacheName : cacheManager.getCacheNames()) {
    System.out.println(cacheName);
}
// 获取所有的缓存对象
for (Object key : cache.getKeys()) {
    System.out.println(key);
}

// 得到缓存中的对象数
cache.getSize();
// 得到缓存对象占用内存的大小
cache.getMemoryStoreSize();
// 得到缓存读取的命中次数
cache.getStatistics().getCacheHits();
// 得到缓存读取的错失次数
cache.getStatistics().getCacheMisses();


三、页面缓存

页面缓存主要用Filter过滤器对请求的url进行过滤，如果该url在缓存中出现。那么页面数据就从缓存对象中获取，并以gzip压缩后返回。其速度是没有压缩缓存时速度的3-5倍，效率相当之高！其中页面缓存的过滤器有CachingFilter，一般要扩展filter或是自定义Filter都继承该CachingFilter。

CachingFilter功能可以对HTTP响应的内容进行缓存。这种方式缓存数据的粒度比较粗，例如缓存整张页面。它的优点是使用简单、效率高，缺点是不够灵活，可重用程度不高。

EHCache使用SimplePageCachingFilter类实现Filter缓存。该类继承自CachingFilter，有默认产生cache key的calculateKey()方法，该方法使用HTTP请求的URI和查询条件来组成key。也可以自己实现一个Filter，同样继承CachingFilter类,然后覆写calculateKey()方法，生成自定义的key。

CachingFilter输出的数据会根据浏览器发送的Accept-Encoding头信息进行Gzip压缩。

在使用Gzip压缩时，需注意两个问题：

1. Filter在进行Gzip压缩时，采用系统默认编码，对于使用GBK编码的中文网页来说，需要将操作系统的语言设置为：zh_CN.GBK，否则会出现乱码的问题。

2. 默认情况下CachingFilter会根据浏览器发送的请求头部所包含的Accept-Encoding参数值来判断是否进行Gzip压缩。虽然IE6/7浏览器是支持Gzip压缩的，但是在发送请求的时候却不带该参数。为了对IE6/7也能进行Gzip压缩，可以通过继承CachingFilter，实现自己的Filter，然后在具体的实现中覆写方法acceptsGzipEncoding。

具体实现参考：

protected boolean acceptsGzipEncoding(HttpServletRequest request) {

boolean ie6 = headerContains(request, "User-Agent", "MSIE 6.0");

boolean ie7 = headerContains(request, "User-Agent", "MSIE 7.0");

return acceptsEncoding(request, "gzip") || ie6 || ie7;

}

在ehcache.xml中加入如下配置

<?xml version="1.0" encoding="gbk"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="ehcache.xsd">
    <diskStore path="java.io.tmpdir"/>

    <defaultCache maxElementsInMemory="10000" eternal="false" timeToIdleSeconds="30" timeToLiveSeconds="30" overflowToDisk="false"/>
    <!--
        配置自定义缓存
        maxElementsInMemory：缓存中允许创建的最大对象数
        eternal：缓存中对象是否为永久的，如果是，超时设置将被忽略，对象从不过期。
        timeToIdleSeconds：缓存数据的钝化时间，也就是在一个元素消亡之前，
                    两次访问时间的最大时间间隔值，这只能在元素不是永久驻留时有效，
                    如果该值是 0 就意味着元素可以停顿无穷长的时间。
        timeToLiveSeconds：缓存数据的生存时间，也就是一个元素从构建到消亡的最大时间间隔值，
                    这只能在元素不是永久驻留时有效，如果该值是0就意味着元素可以停顿无穷长的时间。
        overflowToDisk：内存不足时，是否启用磁盘缓存。
        memoryStoreEvictionPolicy：缓存满了之后的淘汰算法。
    -->
    <cache name="SimplePageCachingFilter"
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        overflowToDisk="false"
        timeToIdleSeconds="900"
        timeToLiveSeconds="1800"
        memoryStoreEvictionPolicy="LFU" />

</ehcache>
具体代码：

package com.hoo.ehcache.filter;

import java.util.Enumeration;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import net.sf.ehcache.CacheException;
import net.sf.ehcache.constructs.blocking.LockTimeoutException;
import net.sf.ehcache.constructs.web.AlreadyCommittedException;
import net.sf.ehcache.constructs.web.AlreadyGzippedException;
import net.sf.ehcache.constructs.web.filter.FilterNonReentrantException;
import net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageCachingFilter;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.apache.log4j.Logger;

/**
* <b>function:</b> mobile 页面缓存过滤器
* @author hoojo
* @createDate 2012-7-4 上午09:34:30
* @file PageEhCacheFilter.java
* @package com.hoo.ehcache.filter
* @project Ehcache
* @blog http://blog.csdn.net/IBM_hoojo
* @email [e-mail]
* @version 1.0
*/
public class PageEhCacheFilter extends SimplePageCachingFilter {

    private final static Logger log = Logger.getLogger(PageEhCacheFilter.class);
   
    private final static String FILTER_URL_PATTERNS = "patterns";
    private static String[] cacheURLs;
   
    private void init() throws CacheException {
        String patterns = filterConfig.getInitParameter(FILTER_URL_PATTERNS);
        cacheURLs = StringUtils.split(patterns, ",");
    }
   
    @Override
    protected void doFilter(final HttpServletRequest request,
            final HttpServletResponse response, final FilterChain chain)
            throws AlreadyGzippedException, AlreadyCommittedException,
            FilterNonReentrantException, LockTimeoutException, Exception {
        if (cacheURLs == null) {
            init();
        }
       
        String url = request.getRequestURI();
        boolean flag = false;
        if (cacheURLs != null && cacheURLs.length > 0) {
            for (String cacheURL : cacheURLs) {
                if (url.contains(cacheURL.trim())) {
                    flag = true;
                    break;
                }
            }
        }
        // 如果包含我们要缓存的url 就缓存该页面，否则执行正常的页面转向
        if (flag) {
            String query = request.getQueryString();
            if (query != null) {
                query = "?" + query;
            }
            log.info("当前请求被缓存：" + url + query);
            super.doFilter(request, response, chain);
        } else {
            chain.doFilter(request, response);
        }
    }
   
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private boolean headerContains(final HttpServletRequest request, final String header, final String value) {
        logRequestHeaders(request);
        final Enumeration accepted = request.getHeaders(header);
        while (accepted.hasMoreElements()) {
            final String headerValue = (String) accepted.nextElement();
            if (headerValue.indexOf(value) != -1) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
   
    /**
     * @see net.sf.ehcache.constructs.web.filter.Filter#acceptsGzipEncoding(javax.servlet.http.HttpServletRequest)
     * <b>function:</b> 兼容ie6/7 gzip压缩
     * @author hoojo
     * @createDate 2012-7-4 上午11:07:11
     */
    @Override
    protected boolean acceptsGzipEncoding(HttpServletRequest request) {
        boolean ie6 = headerContains(request, "User-Agent", "MSIE 6.0");
        boolean ie7 = headerContains(request, "User-Agent", "MSIE 7.0");
        return acceptsEncoding(request, "gzip") || ie6 || ie7;
    }
}
这里的PageEhCacheFilter继承了SimplePageCachingFilter，一般情况下SimplePageCachingFilter就够用了，这里是为了满足当前系统需求才做了覆盖操作。使用SimplePageCachingFilter需要在web.xml中配置cacheName，cacheName默认是SimplePageCachingFilter，对应ehcache.xml中的cache配置。

在web.xml中加入如下配置

<!-- 缓存、gzip压缩核心过滤器 -->
<filter>
    <filter-name>PageEhCacheFilter</filter-name>
    <filter-class>com.hoo.ehcache.filter.PageEhCacheFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>patterns</param-name>
        <!-- 配置你需要缓存的url -->
        <param-value>/cache.jsp, product.action, market.action </param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>PageEhCacheFilter</filter-name>
    <url-pattern>*.action</url-pattern>
</filter-mapping>
<filter-mapping>
    <filter-name>PageEhCacheFilter</filter-name>
    <url-pattern>*.jsp</url-pattern>
</filter-mapping>
当第一次请求这些页面后，这些页面就会被添加到缓存中，以后请求这些页面将会从缓存中获取。你可以在cache.jsp页面中用小脚本来测试该页面是否被缓存。<%=new Date()%>如果时间是变动的，则表示该页面没有被缓存或是缓存已经过期，否则则是在缓存状态了。



四、对象缓存

对象缓存就是将查询的数据，添加到缓存中，下次再次查询的时候直接从缓存中获取，而不去数据库中查询。

对象缓存一般是针对方法、类而来的，结合Spring的Aop对象、方法缓存就很简单。这里需要用到切面编程，用到了Spring的MethodInterceptor或是用@Aspect。

代码如下：

package com.hoo.common.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.log4j.Logger;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;

/**
* <b>function:</b> 缓存方法拦截器核心代码
* @author hoojo
* @createDate 2012-7-2 下午06:05:34
* @file MethodCacheInterceptor.java
* @package com.hoo.common.ehcache
* @project Ehcache
* @blog http://blog.csdn.net/IBM_hoojo
* @email [e-mail]
* @version 1.0
*/
public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor, InitializingBean {

    private static final Logger log = Logger.getLogger(MethodCacheInterceptor.class);
   
    private Cache cache;

    public void setCache(Cache cache) {
        this.cache = cache;
    }

    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        log.info(cache + " A cache is required. Use setCache(Cache) to provide one.");
    }

    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        String targetName = invocation.getThis().getClass().getName();
        String methodName = invocation.getMethod().getName();
        Object[] arguments = invocation.getArguments();
        Object result;

        String cacheKey = getCacheKey(targetName, methodName, arguments);
        Element element = null;
        synchronized (this) {
            element = cache.get(cacheKey);
            if (element == null) {
                log.info(cacheKey + "加入到缓存： " + cache.getName());
                // 调用实际的方法
                result = invocation.proceed();
                element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);
                cache.put(element);
            } else {
                log.info(cacheKey + "使用缓存： " + cache.getName());
            }
        }
        return element.getValue();
    }

    /**
     * <b>function:</b> 返回具体的方法全路径名称 参数
     * @author hoojo
     * @createDate 2012-7-2 下午06:12:39
     * @param targetName 全路径
     * @param methodName 方法名称
     * @param arguments 参数
     * @return 完整方法名称
     */
    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();
    }
}
这里的方法拦截器主要是对你要拦截的类的方法进行拦截，然后判断该方法的类路径+方法名称+参数值组合的cache key在缓存cache中是否存在。如果存在就从缓存中取出该对象，转换成我们要的返回类型。没有的话就把该方法返回的对象添加到缓存中即可。值得主意的是当前方法的参数和返回值的对象类型需要序列化。

我们需要在src目录下添加applicationContext.xml完成对MethodCacheInterceptor拦截器的配置，该配置主意是注入我们的cache对象，哪个cache来管理对象缓存，然后哪些类、方法参与该拦截器的扫描。

添加配置如下：

<context:component-scan base-package="com.hoo.common.interceptor"/>

<!-- 配置eh缓存管理器 -->
<bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean"/>

<!-- 配置一个简单的缓存工厂bean对象 -->
<bean id="simpleCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
    <property name="cacheManager" ref="cacheManager" />
    <!-- 使用缓存 关联ehcache.xml中的缓存配置 -->
    <property name="cacheName" value="mobileCache" />
</bean>

<!-- 配置一个缓存拦截器对象，处理具体的缓存业务 -->
<bean id="methodCacheInterceptor" class="com. hoo.common.interceptor.MethodCacheInterceptor">
    <property name="cache" ref="simpleCache"/>
</bean>

<!-- 参与缓存的切入点对象 (切入点对象，确定何时何地调用拦截器) -->
<bean id="methodCachePointCut" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
    <!-- 配置缓存aop切面 -->
    <property name="advice" ref="methodCacheInterceptor" />
    <!-- 配置哪些方法参与缓存策略 -->
    <!-- 
        .表示符合任何单一字元                 
        ###  +表示符合前一个字元一次或多次                 
        ###  *表示符合前一个字元零次或多次                 
        ###  \Escape任何Regular expression使用到的符号                 
    -->                
    <!-- .*表示前面的前缀(包括包名) 表示print方法-->
    <property name="patterns">
        <list>
            <value>com.hoo.rest.*RestService*\.*get.*</value>
            <value>com.hoo.rest.*RestService*\.*search.*</value>
        </list>
    </property>
</bean>
在ehcache.xml中添加如下cache配置

<cache name="mobileCache"
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        overflowToDisk="true"
        timeToIdleSeconds="1800"
        timeToLiveSeconds="3600"
        memoryStoreEvictionPolicy="LFU" />