java菜鸟之EHcache
目录
- 目录
- 绪论
- 接触
- Ehcache的特性
- Ehcache配置
- Ehcache代码实现
- 新建EHCacheUtiljava工具类
- 测试代码
- 结论
- 在 Hibernate 中运用EHCache
- 总结
- 参考资料
绪论
众所周知，在吞吐量需求越来越大的web运用中，缓存无非是最大的一块需要攻略的地方之一，目前流行的cache中有Ehcache,OScache,JBoss Cache以及Memcached.其中OScache功能强大，但是在并发量较高时，OsCache会出现线程阻塞和数据错误，通过分析源代码发现是其内部实现的缺陷；JBossCache最大的优点是支持基于对象属性的集群同步，不过JBossCache的配置使用都较复杂，在并发量较高的情况下，对象属性数据在集群中同步也会加大系统的开销；Memcached做统一缓存，用起来很爽，但是数据是保存在内存当中的，一旦服务进程重启，数据会全部丢失; Ehcache是现在最流行的纯Java开源缓存框架，配置简单、结构清晰、功能强大,所以，在此我就只拿Ehcache进行解析。
接触
最早接触Ehcache是在hibernate中，只是为了使用二级缓存的时候用了下，然而却没有深究下去。最近在看葛一鸣老师的《Java程序性能优化——让你的java程序更快更稳定》中提到了这么一节，于是借此深入下去看了下。
Ehcache的特性
EhCache非常简单，而且易用,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。Ehcache 是一个纯Java的进程内缓存框架，具有快速、精干等特点，是Hibernate中默认的CacheProvider。Ehcache可以直接使用。也可以和Hibernate ORM框架结合使用。还可以做Servlet缓存。Cache 存储方式 ：内存或磁盘。它具有以下几个特性：
快速轻量
过去几年，诸多测试表明Ehcache是最快的Java缓存之一。Ehcache的线程机制是为大型高并发系统设计的。大量性能测试用例保证Ehcache在不同版本间性能表现得一致性。很多用户都不知道他们正在用Ehcache，因为不需要什么特别的配置。API易于使用，这就很容易部署上线和运行。很小的jar包，Ehcache 2.2.3才668kb。最小的依赖：唯一的依赖就是SLF4J了。伸缩性
缓存在内存和磁盘存储可以伸缩到数G，Ehcache为大数据存储做过优化。大内存的情况下，所有进程可以支持数百G的吞吐。为高并发和大型多CPU服务器做优化。线程安全和性能总是一对矛盾，Ehcache的线程机制设计采用了Doug Lea的想法来获得较高的性能。单台虚拟机上支持多缓存管理器。通过Terracotta服务器矩阵，可以伸缩到数百个节点。灵活性
Ehcache 1.2具备对象API接口和可序列化API接口。不能序列化的对象可以使用除磁盘存储外Ehcache的所有功能。除了元素的返回方法以外，API都是统一的。只有这两个方法不一致：getObjectValue和getKeyValue。这就使得缓存对象、序列化对象来获取新的特性这个过程很简单。支持基于Cache和基于Element的过期策略，每个Cache的存活时间都是可以设置和控制的。提供了LRU、LFU和FIFO缓存淘汰算法，Ehcache 1.2引入了最少使用和先进先出缓存淘汰算法，构成了完整的缓存淘汰算法。提供内存和磁盘存储，Ehcache和大多数缓存解决方案一样，提供高性能的内存和磁盘存储。动态、运行时缓存配置，存活时间、空闲时间、内存和磁盘存放缓存的最大数目都是可以在运行时修改的。标准支持
Ehcache提供了对JSR107 JCACHE API最完整的实现。因为JCACHE在发布以前，Ehcache的实现（如net.sf.jsr107cache）已经发布了。实现JCACHE API有利于到未来其他缓存解决方案的可移植性。Ehcache的维护者Greg Luck，正是JSR107的专家委员会委员。可扩展性
监听器可以插件化。Ehcache 1.2提供了CacheManagerEventListener和CacheEventListener接口，实现可以插件化，并且可以在ehcache.xml里配置。节点发现，冗余器和监听器都可以插件化。
分布式缓存，从Ehcache 1.2开始引入，包含了一些权衡的选项。Ehcache的团队相信没有什么是万能的配置。实现者可以使用内建的机制或者完全自己实现，因为有完整的插件开发指南。缓存的可扩展性可以插件化。创建你自己的缓存扩展，它可以持有一个缓存的引用，并且绑定在缓存的生命周期内。缓存加载器可以插件化。创建你自己的缓存加载器，可以使用一些异步方法来加载数据到缓存里面。缓存异常处理器可以插件化。创建一个异常处理器，在异常发生的时候，可以执行某些特定操作。应用持久化
在VM重启后，持久化到磁盘的存储可以复原数据。Ehcache是第一个引入缓存数据持久化存储的开源Java缓存框架。缓存的数据可以在机器重启后从磁盘上重新获得。根据需要将缓存刷到磁盘。将缓存条目刷到磁盘的操作可以通过cache.flush()方法来执行，这大大方便了Ehcache的使用。监听器
缓存管理器监听器。允许注册实现了CacheManagerEventListener接口的监听器：notifyCacheAdded()、notifyCacheRemoved()
缓存事件监听器。允许注册实现了CacheEventListener接口的监听器，它提供了许多对缓存事件发生后的处理机制：notifyElementRemoved/Put/Updated/Expired开启JMX
Ehcache的JMX功能是默认开启的，你可以监控和管理如下的MBean：
CacheManager、Cache、CacheConfiguration、CacheStatistics分布式缓存
从Ehcache 1.2开始，支持高性能的分布式缓存，兼具灵活性和扩展性。分布式缓存的选项包括：通过Terracotta的缓存集群：设定和使用Terracotta模式的Ehcache缓存。缓存发现是自动完成的，并且有很多选项可以用来调试缓存行为和性能。使用RMI、JGroups或者JMS来冗余缓存数据：节点可以通过多播或发现者手动配置。状态更新可以通过RMI连接来异步或者同步完成。
Custom：一个综合的插件机制，支持发现和复制的能力。可用的缓存复制选项。支持的通过RMI、JGroups或JMS进行的异步或同步的缓存复制。
可靠的分发：使用TCP的内建分发机制。
节点发现：节点可以手动配置或者使用多播自动发现，并且可以自动添加和移除节点。对于多播阻塞的情况下，手动配置可以很好地控制。分布式缓存可以任意时间加入或者离开集群。缓存可以配置在初始化的时候执行引导程序员。BootstrapCacheLoaderFactory抽象工厂，实现了BootstrapCacheLoader接口（RMI实现）。
缓存服务端： Ehcache提供了一个Cache Server，一个war包，为绝大多数web容器或者是独立的服务器提供支持。
缓存服务端有两组API：面向资源的RESTful，还有就是SOAP。客户端没有实现语言的限制。
RESTful缓存服务器：Ehcached的实现严格遵循RESTful面向资源的架构风格。
SOAP缓存服务端：Ehcache RESTFul Web Services API暴露了单例的CacheManager，他能在ehcache.xml或者IoC容器里面配置。
标准服务端包含了内嵌的Glassfish web容器。它被打成了war包，可以任意部署到支持Servlet 2.5的web容器内。Glassfish V2/3、Tomcat 6和Jetty 6都已经经过了测试。搜索
标准分布式搜索使用了流式查询接口的方式，请参阅文档。Java EE和应用缓存
为普通缓存场景和模式提供高质量的实现。
阻塞缓存：它的机制避免了复制进程并发操作的问题。SelfPopulatingCache在缓存一些开销昂贵操作时显得特别有用，它是一种针对读优化的缓存。它不需要调用者知道缓存元素怎样被返回，也支持在不阻塞读的情况下刷新缓存条目。
CachingFilter：一个抽象、可扩展的cache filter。
SimplePageCachingFilter：用于缓存基于request URI和Query String的页面。它可以根据HTTP request header的值来选择采用或者不采用gzip压缩方式将页面发到浏览器端。你可以用它来缓存整个Servlet页面，无论你采用的是JSP、velocity，或者其他的页面渲染技术。
SimplePageFragmentCachingFilter：缓存页面片段，基于request URI和Query String。在JSP中使用jsp:include标签包含。
已经使用Orion和Tomcat测试过，兼容Servlet 2.3、Servlet 2.4规范。
Cacheable命令：这是一种老的命令行模式，支持异步行为、容错。
兼容Hibernate，兼容Google App Engine。
基于JTA的事务支持，支持事务资源管理，二阶段提交和回滚，以及本地事务。开源协议
Apache 2.0 license
Ehcache配置
在classpath路径下新建ehcache.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache>
<!--<diskStore path="java.io.tmpdir"/> -->
<diskStore path="data/ehcache" /> <!-- 默认cache模板-->
<defaultCache <!-- 该缓存允许存放的最大条目数量-->
maxElementsInMemory="10000"
<!--缓存内容是否永久缓存-->
eternal="false"
<!--如果不是永久缓存，则超过该时间未被访问，则删除该缓存条目-->
timeToIdleSeconds="10"
<!--如果不是永久缓存，一个缓存条目存在的最长时间-->
timeToLiveSeconds="120"
<!-- 如果内存中的数据超过maxElementsInMemory，是否使用磁盘-->
overflowToDisk="true"
<!-- 磁盘存储的条目是否永久保存-->
diskPersistent="false"
<!-- 磁盘清理线程的运行时间间隔-->
diskExpiryThreadIntervalSeconds="120" />
<cache name="cache1" maxElementsInMemory="100" eternal="false" timeToIdleSeconds="10" timeToLiveSeconds="60" overflowToDisk="true" diskPersistent="false" />
<cache name="cache2" maxElementsInMemory="100000" eternal="false" timeToIdleSeconds="300" timeToLiveSeconds="600" overflowToDisk="false" diskPersistent="false" />
</ehcache>Ehcache代码实现
新建EHCacheUtil.java工具类
public class EHCacheUtil {
static CacheManager manager =null;
static String configurationFile = "./ehcache.xml";
static{
//读取配置文件，构造CahceMananger
manager = CacheManager.create(EHCacheUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream(configurationFile));
}
//写入缓存
public static void put(String cachename,Serializable key,Serializable value){
manager.getCache(cachename).put(new Element(key,value));
}
//读取缓存
public static Serializable get(String cachename,Serializable key){
Element e = manager.getCache(cachename).get(key);
if(e==null){
return null;
}else{
return e.getValue();
}
}
//清除cachename缓存区所有缓存
public static void clearcache(String cachename){
manager.getCache(cachename).removeAll();
}
//清除cachename中key条目的缓存
public static void remove(String cachename,String key){
manager.getCache(cachename).remove(key);
}
//关闭缓存。清除所以缓存
public static void shutdown(){
manager.shutdown();
}
}测试代码
- 当timeToIdleSeconds和timeToLiveSeconds足够大时，程序读取缓存，都可以找到
public class AppTest extends TestCase {
public AppTest( String testName )
{
super( testName );
}
public static Test suite()
{
return new TestSuite( AppTest.class );
}
public void testApp()
{
assertTrue( true );
}
public void test1() throws InterruptedException{
EHCacheUtil.put("cache1", "key1", "value1");
System.out.println("开始："+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
for(int i=0;i<6;i++){
System.out.println("i="+i+" "+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
Thread.sleep(1000);
}
System.out.println("结束："+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
}
}运行结果
开始：value1
i=0 value1
i=1 value1
i=2 value1
i=3 value1
i=4 value1
i=5 value1
结束：value1- 当timeToIdleSeconds失效，timeToLiveSeconds足够大时，程序读取缓存只有在访问时间间隔内可以读取到值
将ehcache.xml中，name=”cache1”的配置timeToIdleSeconds=”3”,timeToLiveSeconds=”60”。
将测试代码修改为：
public void test1() throws InterruptedException{
EHCacheUtil.put("cache1", "key1", "value1");
System.out.println("开始："+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
for(int i=0;i<6;i++){
if(i<3){
System.out.println("i="+i+" "+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
}
Thread.sleep(1000);
}
System.out.println("结束："+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
}
运行结果
开始：value1
i=0 value1
i=1 value1
i=2 value1
结束：null- 当timeToIdleSeconds足够大，timeToLiveSeconds失效时，程序读取缓存只有在生存时间内可以读取到值
将ehcache.xml中，name=”cache1”的配置timeToIdleSeconds=”60”,timeToLiveSeconds=”3”。
将测试代码修改为：
public void test1() throws InterruptedException{
EHCacheUtil.put("cache1", "key1", "value1");
System.out.println("开始："+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
for(int i=0;i<6;i++){
System.out.println("i="+i+" "+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
Thread.sleep(1000);
}
System.out.println("结束："+EHCacheUtil.get("cache1", "key1"));
}
运行结果
开始：value1
i=0 value1
i=1 value1
i=2 value1
i=3 null
i=4 null
i=5 null
结束：null
- 当eternal=”true” timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds不管是否有效，程序读取缓存都可以读取到值
将ehcache.xml中，name=”cache1”的配置eternal=”true” ，timeToIdleSeconds=”3”,timeToLiveSeconds=”3”。测试代码如上不变。
运行结果
开始：value1
i=0 value1
i=1 value1
i=2 value1
i=3 value1
i=4 value1
i=5 value1
结束：value1结论
当配置了eternal=”false”，timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds取最小值内有效
当配置了eternal=”true”为永久有效，和timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds无关
在 Hibernate 中运用EHCache
- hibernate.cfg.xml中需设置如下：
<property name=" hibernate.cache.provider_class">
org.hibernate.cache.EhCacheProvider
</property>EhCacheProvider类位于hibernate3.jar
2.1版本加入
net.sf.ehcache.hibernate.Provider
2.1以下版本加入
net.sf.hibernate.cache.EhCache
在Hibernate3.x中的etc目录下有ehcache.xml的示范文件，将其复制应用程序的src目录下（编译时会把ehcache.xml复制到WEB-INF/classess目录下），对其中的相关值进行更改以和自己的程序相适合**。
- 持久化类的映射文件进行配置
<cache usage="read-write"/>
<!-- 在<set>标记中设置了<cache usage="read-write"/>， 但Hibernate仅把和Group相关的Student的主键id加入到缓存中， 如果希望把整个Student的散装属性都加入到二级缓存中， 还需要在Student.hbm.xml文件的<class>标记中加入<cache>子标记， 如下所示： -->
<cache usage="read-write" /> <!--cache标记需跟在class标记后-->
<!--注：SSH中hibernate配置的cache信息-->
<prop key="hibernate.cache.provider_class">
org.hibernate.cache.EhCacheProvider
</prop>总结
cache manager：缓存管理器，以前是只允许单例的，不过现在也可以多实例了
cache：缓存管理器内可以放置若干cache，存放数据的实质，所有cache都实现了Ehcache接口
element：单条缓存数据的组成单位
system of record（SOR）：可以取到真实数据的组件，可以是真正的业务逻辑、外部接口调用、存放真实数据的数据库等等，缓存就是从SOR中读取或者写入到SOR中去的。
参考资料
[1]: ehCache的使用 http://blog.sina.com.cn/s/blog_647a492a0101cziu.html
[2]: Ehcache详细解读 http://www.blogjava.net/libin2722/articles/406569.html
[3]:缓存之EHCache（一） http://blog.csdn.net/l271640625/article/details/20528573