JBoss 系列三十二：JBoss Data Grid（Infinispan）缓存模式示例

JBoss Data Grid是Red Hat中间件产品（http://www.redhat.com/products/jbossenterprisemiddleware/data-grid/），JBoss Data Grid是基于开源社区产品Infinispan（http://infinispan.org/）。 企业版的JBoss Data Grid与社区版的Infinispan代码完全一样，所以本部分内容基于Infinispan进行。

概述

JBoss 系列三十一：Infinispan 缓存模式中我们讨论了Infinispan的本地缓存和集群缓存，其中图1，图2，图3分别描述了Infinispan集群缓存的分布式模式，复制模式，失效模式，本示例展示或说明这些模式，具体类似图中所示，本示例演示的三种集群模式都是四个节点构成一个网格，数据在四个节点间进行复制。同样我们也使用单一节点演示非集群的本地模式。本示例可通过图形化和命令行的方式来操作各个节点，我们可以清晰的看到数据复制的结果。

Infinispan缓存模式示例架构

如下图所示，我们假设示例中有4个Infinispan缓存实例构成4个节点的数据网格，

我们将Infinispan缓存模式示例分为两部分，核心部分和展示部分。核心部分包括Infinispan和jGroups，我们知道jGroups是群组通信工具包，Infinispan基于jGroups构建一个分布式数据网格平台，这部分包括Infinispan启动，配置等主要逻辑。展示部分指的是显示界面，我们通过显示界面可以操作数据网格，改变网格中的数据，展示Infinispan缓存模式，我们有二种界面：

• GUI - Java SWT构建的图形化界面
• console- 传统的命令行界面
  

运行Infinispan缓存模式示例

根据JBoss Cluster Framework Demo 介绍所示的方法，任意从SourceForge下载或编译生成DEMO_HOME，示例运行启动脚本位于DEMO_HOME/bin目录下，本示例相关的Infinispan配置文件位于DEMO_HOME/conf目录下。如果以命令行方式运行本示例，我们需要了解本示例所支持的命令，Infinispan缓存模式示例支持的命令如下表：

ls	显示当前节点下所有缓存条目
rm	移除当前节点下某特定key对应的缓存条目
add	添加新缓存条目到当前节点
tree	显示当前节点下所有缓存条目
tree -l	显示当前节点下所有缓存条目的详细内容
tree -list	与tree -l命令功能完全相同
search	根据某特定key查询对应的缓存条目
exit	退出当前命令行窗口
quit	与exit命令功能完全相同

接下来我们依次演示Infinispan的本地模式，分布式模式，复制模式，失效模式。

运行Infinispan本地模式

我们打开一个命令行终端，进入DEMO_HOME/bin目录，执行：

./dataGrid.sh -b <IP>  -c infinispan-local.xml

• -b <IP> 指定Infinispan本地模式绑定的IP地址，如果不指定默认使用127.0.0.1
• -c infinispan-local.xml 指定Infinispan本地模式配置文件，该属性必须指定，infinispan-local.xml文件位于DEMO_HOME/conf目录下
  

注意，Windows操作系统下使用dataGrid.bat启动。

启动完成后GUI界面如下图所示，GUI界面代表当前缓存情况，图中所示缓存中包括4条数据，即k1/Value，k2/Value，k3/Value，k1/Value。

在GUI界面的底部，有所有操作的控制按钮，单击相应的按钮可以做相关的操作，操作按钮包括：

• Add 添加新的缓存条目
• Search 根据某特定key查询对应的缓存条目
  
• Delete 根据某特定key删除对应的缓存条目
  
• Clear 删除当前节点上所有缓存条目
  
• Refresh 刷新GUI界面，本示例没有自动刷新界面的功能，特别是在集群网格中，我们需要通过点击此按钮确认节点上的数据
  
• Help 点击获取相关帮助链接
  
• Exit 退出GUI界面
  

我们可以通过如上功能按钮测试Infinispan本地模式，当然我们也可以以命令行启动测试Infinispan本地模式，同样打开一个命令行终端，进入DEMO_HOME/bin目录，执行：

./dataGrid.sh -b <IP>  -console -c infinispan-local.xml

与启动GUI界面相比，启动命令行模式只需要添加-console参数，如下为我们使用tree -l命令显示当前节点下所有缓存条目的详细内容，其显示内容与GUI界面显示内容相同。

[Infinispan-DataGrid /]tree -l
/  -  
├── k2  -  CacheEntry [key=k2, value=value, lifespan=-1, maxIdle=-1, alias=localhost-63861]
├── k1  -  CacheEntry [key=k1, value=value, lifespan=-1, maxIdle=-1, alias=localhost-63861]
├── k4  -  CacheEntry [key=k4, value=value, lifespan=-1, maxIdle=-1, alias=localhost-63861]
└── k3  -  CacheEntry [key=k3, value=value, lifespan=-1, maxIdle=-1, alias=localhost-63861]

运行Infinispan分布式模式

如系列三十一图1 Infinispan分布式模式所示，我们演示4个节点构成的分布式数据网格。我们需要四台物理机器，分别为Server1，Server2，Server3，Server4，根据JBoss Cluster Framework Demo 介绍所示的方法，任意从SourceForge下载或编译生成DEMO_HOME，分别在四台机器上，打开命令行终端，进入DEMO_HOME/bin目录，执行：

./dataGrid.sh -b <IP>  -c infinispan-distribution.xml

• -b <IP> 指定Infinispan分布式模式绑定的IP地址，如果不指定默认使用127.0.0.1
• -c infinispan-distribution.xml 指定Infinispan分布式模式配置文件，该属性必须指定，否则程序运行会抛出错误，infinispan-distribution.xml文件位于DEMO_HOME/conf目录下

注意，Windows操作系统下使用dataGrid.bat启动。

依次启动完成后，四台物理机器上会出现GUI管理界面，基于这些界面我们可以测试Infinispan分布式模式。注意，实际中在运行本示例时，我们可以在同一台机器上运行，因为Infinispan底层使用消息传递的是jGroups，jGroups是多播通信工具，所以不需要一定要绑定不同IP。Infinispan分布式模式缓存条目保存在网格节点的一个子集上，这样体现的Infinispan可扩展性，和大树据性，这里我们配置的子集数（numOwners）为2，即任何数据在网格中存在两份。接下来我们做如下操作：

• 在Server1上点击Add按钮，添加缓存条目k1/Value
• 在Server2上点击Add按钮，添加缓存条目k2/Value
  
• 在Server3上点击Add按钮，添加缓存条目k3/Value
  
• 在Server4上点击Add按钮，添加缓存条目k4/Value
  

分别点击各个GUI界面上Refresh 刷新，我们可以看到缓存条目分布如下图所示

从图中我们可以发现，任何缓存条目都存在2份，k1/Value位于Server1和Server3，k2/Value位于Server1和Server4，k3/Value位于Server2和Server3，k4/Value位于Server1和Server3。

我们也可以以命令行启动测试Infinispan分布式模式，

./dataGrid.sh -b <IP> -console -c infinispan-distribution.xml

与启动GUI界面相比，启动命令行模式只需要添加-console参数，启动完成后我们可以通过命令行管理命令操作缓存。

运行Infinispan复制模式

如系列三十一图2 Infinispan复制模式所示，我们同样演示4个节点构成的复制模式数据网格。我们同样需要四台物理机器，分别为Server1，Server2，Server3，Server4，根据JBoss Cluster Framework Demo 介绍所示的方法，任意从SourceForge下载或编译生成DEMO_HOME，分别在四台机器上，打开命令行终端，进入DEMO_HOME/bin目录，执行：

./dataGrid.sh -b <IP>  -c infinispan-replication.xml

• -b <IP> 指定Infinispan失效模式绑定的IP地址，如果不指定默认使用127.0.0.1
• -c infinispan-replication.xml 指定Infinispan复制模式配置文件，该属性必须指定，否则程序运行会抛出错误，infinispan-replication.xml文件位于DEMO_HOME/conf目录下
  

注意，Windows操作系统下使用dataGrid.bat启动。

依次启动完成后，四台物理机器上会出现GUI管理界面，基于这些界面我们可以测试Infinispan复制模式。Infinispan复制模式所有节点上的缓存条目保持同步，接下来我们做如下操作：

• 在Server1上点击Add按钮，添加缓存条目k1/Value
• 在Server2上点击Add按钮，添加缓存条目k2/Value
  
• 在Server3上点击Add按钮，添加缓存条目k3/Value
  
• 在Server4上点击Add按钮，添加缓存条目k4/Value
  

分别点击各个GUI界面上Refresh 刷新，我们可以看到缓存条目分布如下图所示：

从图中我们可以发现，四个节点上的数据相同，都包括k1/Value，k2/Value，k3/Value和k4/Value。

我们也可以以命令行启动测试Infinispan复制模式，

./dataGrid.sh -b <IP> -console -c infinispan-replication.xml

与启动GUI界面相比，启动命令行模式只需要添加-console参数，启动完成后我们可以通过命令行管理命令操作缓存。

运行Infinispan失效模式

如系列三十一图3Infinispan失效模式所示，我们同样演示4个节点构成的数据网格。我们需要四台物理机器，分别为Server1，Server2，Server3，Server4，根据JBoss Cluster Framework Demo 介绍所示的方法，任意从SourceForge下载或编译生成DEMO_HOME，分别在四台机器上，打开命令行终端，进入DEMO_HOME/bin目录，执行：

./dataGrid.sh -b <IP>  -c infinispan-invalidation.xml

• -b <IP> 指定Infinispan失效模式绑定的IP地址，如果不指定默认使用127.0.0.1
• -c infinispan-invalidation.xml 指定Infinispan失效配置文件，该属性必须指定，否则程序运行会抛出错误，infinispan-invalidation.xml文件位于DEMO_HOME/conf目录下

注意，Windows操作系统下使用dataGrid.bat启动。

依次启动完成后，四台物理机器上会出现GUI管理界面，基于这些界面我们可以测试Infinispan复制模式。Infinispan失效模式是指当某一节点上数据发生改变后，其它节点收到失效消息，将它上面的数据移除缓存。接下来我们做如下操作：

• 在Server1上点击Add按钮，添加缓存条目key/V_old
• 在Server2，Server3和Server4任意一节点上点击Add按钮，添加缓存条目key/V_new
  

分别点击各个GUI界面上Refresh 刷新，我们可以看到缓存条目分布如下图所示

从图中我们可以发现，Server1上的key/V_old被移除，而key/V_new存在于网格中。
我们也可以以命令行启动测试Infinispan失效模式，

./dataGrid.sh -b <IP> -console -c infinispan-invalidation.xml

与启动GUI界面相比，启动命令行模式只需要添加-console参数，启动完成后我们可以通过命令行管理命令操作缓存。

Infinispan缓存模式示例的日志说明

我们可以通过DEMO_HOME/conf/log4j.xml文件配置日志级别，DEMO_HOME/log/demo.log中为日志输出，该日志中包括本示例的日志，以及Infinispan，JGroups输出的日志，另外在命令行终端也有日志输出。

Infinispan缓存模式示例的配置说明

本示例涉及到的配置文件包括infinispan-local.xml，infinispan-distribution.xml，infinispan-replication.xml和infinispan-invalidation.xml，它分别代表Infinispan非集群本地模式，集群分布式模式，集群复制模式以及集群无效模式，这些配置文件都位于DEMO_HOME/conf，我们可以去分别查看。例如infinispan-local.xml如下配置：

<clustering mode="local">

如果clustering元素的mode属性值定义为local，则缓存为非集群本地模式，在这种情况下，即使定义<transport/> ，Infinispan加载也将其忽略。

又如infinispan-distribution.xml中如下配置

<clustering mode="dist">
         <l1 enabled="false" lifespan="60000" />
         <hash numOwners="2"/>
         <sync/>
      </clustering>

我们配置clustering元素的mode属性值为dist，表示集群分布式模式，numOwners=2表示集群子集为2，数据保存数为2份，同样集群模式需要定义<transport/>，它的定义如下

<transport>
         <properties>
            <property name="configurationFile" value="jgroups.xml" />
         </properties>
      </transport>

configurationFile属性值为jgroups.xm，即分布式模式使用JGroups交换数据，Infinispan启动到class path下寻找加载jgroups.xml，实例化JGroups通道。

Infinispan缓存模式示例的代码说明

Infinispan缓存模式示例的代码位于cluster/infinispan/grid/demo/下。

CacheDelegate.java定义了操作缓存的方法，如下

public interface CacheDelegate {
        public abstract Cache<String, String> getGenericCache();
        public abstract void removeAll(Set<String> keys);
        public abstract void remove(String key);
        public abstract void destory();
}

它的实现类为CacheDelegateImpl.java，CacheDelegateImpl构造方法中实例化Infinispan缓存实例，如下

public CacheDelegateImpl(String configFile) {
                cache = MyCacheManagerProvider.getInstance().getCacheManager(configFile).getCache();
        }

configFile就是DEMO_HOME/conf目录下的配置文件，MyCacheManagerProvider类创建缓存管理器的代码如下：

try {
          manager = new DefaultCacheManager(ResourceLoader.getInstance().getResourceAsStream(configFile), true);
      } catch (IOException e) {
          throw new IllegalArgumentException(configFile + " can not find", e);
      }