EHcache

http://blog.csdn.net/liuzhenwen/article/details/3983952

 

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

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.");
    }

}

package com.co.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>;

import java.io.Serializable;

import net.sf.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.Cache;
import net.sf.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.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。

Element element = cache.get(cacheKey);

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 

result = invocation.proceed();

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

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<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.");
    }

}

package com.co.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>;

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

import net.sf.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.Cache;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.<span class="hilite2"><span style="background-color: #55ff55;">aop</span></span>.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<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.");
    }

}

上面的代码很简单，实现了afterReturning方法实现自AfterReturningAdvice接口，方法中所定义的内容将会在目标方法执行后执行，在该方法中

String className = arg3.getClass().getName();

String className = arg3.getClass().getName();

的作用是获取目标class的全名，如：com.co.cache.test.TestServiceImpl，然后循环cache的key list，remove cache中所有和该class相关的element。 

随后，开始配置ehCache的属性，ehCache需要一个xml文件来设置ehCache相关的一些属性，如最大缓存数量、cache刷新的时间等等. 
ehcache.xml

<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>

<<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>>
    <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"
        />
</<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>>

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

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>
    <!-- 引用ehCache的配置 -->
    <bean id="defaultCacheManager" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">
      <property name="configLocation">
        <value>ehcache.xml</value>
      </property>
    </bean>

    <!-- 定义ehCache的工厂，并设置所使用的Cache name -->
    <bean id="ehCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
      <property name="cacheManager">
        <ref local="defaultCacheManager"/>
      </property>
      <property name="cacheName">
          <value>DEFAULT_CACHE</value>
      </property>
    </bean>

    <!-- find/create cache拦截器 -->
    <bean id="methodCacheInterceptor" class="com.co.cache.ehcache.MethodCacheInterceptor">
      <property name="cache">
        <ref local="ehCache" />
      </property>
    </bean>
    <!-- flush cache拦截器 -->
    <bean id="methodCacheAfterAdvice" class="com.co.cache.ehcache.MethodCacheAfterAdvice">
      <property name="cache">
        <ref local="ehCache" />
      </property>
    </bean>

    <bean id="methodCachePointCut" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
      <property name="advice">
        <ref local="methodCacheInterceptor"/>
      </property>
      <property name="patterns">
        <list>
            <value>.*find.*</value>
            <value>.*get.*</value>
        </list>
      </property>
    </bean>
    <bean id="methodCachePointCutAdvice" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
      <property name="advice">
        <ref local="methodCacheAfterAdvice"/>
      </property>
      <property name="patterns">
        <list>
          <value>.*create.*</value>
          <value>.*update.*</value>
          <value>.*delete.*</value>
        </list>
      </property>
    </bean>
</beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//<span class="hilite1"><span style="background-color: #ffff00;">SPRING</span></span>//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/<span class="hilite1"><span style="background-color: #ffff00;">spring</span></span>-beans.dtd">
<beans>
    <!-- 引用<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehCache</span></span>的配置 -->
    <bean id="defaultCacheManager" class="org.springframework.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.EhCacheManagerFactoryBean">
      <property name="configLocation">
        <value><span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.xml</value>
      </property>
    </bean>

    <!-- 定义<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehCache</span></span>的工厂，并设置所使用的Cache name -->
    <bean id="<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehCache</span></span>" class="org.springframework.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.EhCacheFactoryBean">
      <property name="cacheManager">
        <ref local="defaultCacheManager"/>
      </property>
      <property name="cacheName">
          <value>DEFAULT_CACHE</value>
      </property>
    </bean>

    <!-- find/create cache拦截器 -->
    <bean id="methodCacheInterceptor" class="com.co.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.MethodCacheInterceptor">
      <property name="cache">
        <ref local="<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehCache</span></span>" />
      </property>
    </bean>
    <!-- flush cache拦截器 -->
    <bean id="methodCacheAfterAdvice" class="com.co.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.MethodCacheAfterAdvice">
      <property name="cache">
        <ref local="<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehCache</span></span>" />
      </property>
    </bean>

    <bean id="methodCachePointCut" class="org.springframework.<span class="hilite2"><span style="background-color: #55ff55;">aop</span></span>.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
      <property name="advice">
        <ref local="methodCacheInterceptor"/>
      </property>
      <property name="patterns">
        <list>
            <value>.*find.*</value>
            <value>.*get.*</value>
        </list>
      </property>
    </bean>
    <bean id="methodCachePointCutAdvice" class="org.springframework.<span class="hilite2"><span style="background-color: #55ff55;">aop</span></span>.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
      <property name="advice">
        <ref local="methodCacheAfterAdvice"/>
      </property>
      <property name="patterns">
        <list>
          <value>.*create.*</value>
          <value>.*update.*</value>
          <value>.*delete.*</value>
        </list>
      </property>
    </bean>
</beans>

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

<bean id="ehCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
      <property name="cacheManager">
        <ref local="defaultCacheManager"/>
      </property>
      <property name="cacheName">
          <value>DEFAULT_CACHE</value>
      </property>
    </bean>

<bean id="<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehCache</span></span>" class="org.springframework.cache.<span class="hilite3"><span style="background-color: #aaffaa;">ehcache</span></span>.EhCacheFactoryBean">
      <property name="cacheManager">
        <ref local="defaultCacheManager"/>
      </property>
      <property name="cacheName">
          <value>DEFAULT_CACHE</value>
      </property>
    </bean>

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

package com.co.cache.test;

import java.util.List;

public interface TestService {
    public List getAllObject();

    public void updateObject(Object Object);
}

package com.co.cache.test;

import java.util.List;

public interface TestService {
    public List getAllObject();

    public void updateObject(Object Object);
}

TestServiceImpl.java

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！");
    }
}

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 version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">

<beans>
    <import resource="cacheContext.xml"/>

    <bean id="testServiceTarget" class="com.co.cache.test.TestServiceImpl"/>

    <bean id="testService" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
      <property name="target">
          <ref local="testServiceTarget"/>
      </property>
      <property name="interceptorNames">
        <list>
          <value>methodCachePointCut</value>
          <value>methodCachePointCutAdvice</value>
        </list>
      </property>
    </bean>
</beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//<span class="hilite1"><span style="background-color: #ffff00;">SPRING</span></span>//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/<span class="hilite1"><span style="background-color: #ffff00;">spring</span></span>-beans.dtd">

<beans>
    <import resource="cacheContext.xml"/>

    <bean id="testServiceTarget" class="com.co.cache.test.TestServiceImpl"/>

    <bean id="testService" class="org.springframework.<span class="hilite2"><span style="background-color: #55ff55;">aop</span></span>.framework.ProxyFactoryBean">
      <property name="target">
          <ref local="testServiceTarget"/>
      </property>
      <property name="interceptorNames">
        <list>
          <value>methodCachePointCut</value>
          <value>methodCachePointCutAdvice</value>
        </list>
      </property>
    </bean>
</beans>

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

package com.co.cache.test;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MainTest{
    public static void main(String args[]){
        String DEFAULT_CONTEXT_FILE = "/applicationContext.xml";
        ApplicationContext context =  new ClassPathXmlApplicationContext(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();
    }
}

package com.co.cache.test;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MainTest{
    public static void main(String args[]){
        String DEFAULT_CONTEXT_FILE = "/applicationContext.xml";
        ApplicationContext context =  new ClassPathXmlApplicationContext(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

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！

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。