关于缓存的思考

作者：xmuzyu 发表时间：2009年04月24日 14:18  回复
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在评价一个系统的时候，性能指标是很重要的，那么在当前J2EE的系统开发当中，如何来提高系统的性能呢？我觉得应该从对象管理入手，从对象的生命周期开始。虽然大家可能会说，Java有垃圾收集器，我们的对象的生命周期不需要我们自己管理，但是如果要是真的过分依赖java语言本身的特性，那么我相信，系统的性能肯定好不到哪去。

下面我主要说一下对于缓存的理解。在说 缓存之前，我不得不说一下面向对象的设计，可能有些人认为，为什么 缓存会与面向对象的设计扯上关系，其实这就是 缓存的关键。首先设想一下，如果开发系统的过程中，都是采用面向过程，面向数据库的思维编程，每一次业务操作，我们都是调用通过数据库操作来完成，这其实就是POEAA中的事务脚本，只适合一些简单的系统的开发，或者一个项目中，比较简单模块的开发，对于复杂的模块，更好的方式就是采用面向对象的方法来进行开发。

好了，说到了面向对象的设计问题，至于这个问题已经有很多书籍以及很多人讨论了很多年了，就我个人来说，我觉得采用DDD建模是目前比较适合的一种方式。DDD中涉及到得每种模式或者说是每一种模型元素对于 对象设计来说都是很重要的，而对象模型的设计又对缓存的设计非常重要，下面我说说我的想法：

首先我说一下关于聚合的问题，为什么说聚合对于 缓存非常重要呢？这其实涉及到了一种控制访问的问题，一个聚合根控制了对整个聚合的访问，要想访问聚合里的对象必须要通过聚合的根。 好了，我们以一个实例来说话，比如jdon中的Forum对象的设计，在jdon中有ForumState对象，Forum对象是聚合的根，是一个实体模型，而ForumState是一个值对象，并且是属于Forum这个聚合根的子对象，我们把ForumState对象从Forum对象分离出来，好处主要有两个，从事务的角度来说，当我们更新ForumState对象的时候，不用锁住Forum对象，从 缓存设计的角度来说，当我们更新ForumState对象的时候不用刷新Forum对象的 缓存，因为Forum不是经常改变的，所以不必要因为经常改变属性的改变而改变。那么具体怎么来设计呢？我们可以这样做，在ForumState对象中设置一个状态位，表示它的状态是否已经改变，当Forum状态发生改变，比如有人创建新的帖子或者回复了帖子后，我们可以设置这个状态位为true，表示状态已经改变，这样当再次从 缓存中取得Forum时，查看状态位，如果发现已经变化了，那么就重新从数据库加载ForumState。当然要想达到这种效果，我们一定要设计好聚合，所有对子对象的访问都要通过聚合的根，比如所有对ForumState对象的访问都要经过Forum对象，并且要保证所有的数据库操作，都首先从统一的缓存入口进行，这样保证了整个系统中用的是同一个 缓存，大家操作的所有对象都是同一个 缓存中的对象。所以这里也给出了一条对象设计的提示，将经常变化的熟悉和不经常变化的属性分开，并且将经常变化的属性独立出去，作为聚合根的 一个子对象，这样做到变和不变分离，不仅有利于高内聚，而且有利于事务的控制和 缓存的更新。

下面我说一下关于Jdon缓存的一些想法，在jdon的Forum和ForumState对象的 缓存设计中，我看到了Forum有个embedded位表示对象中嵌套的对象是否已经加载完整，当得到Forum对象后，如果发现ForumState已经加载了，那么就直接返回，当有论坛有回帖或者是创建帖子的时候，就重新加载ForumState.还有一种方法也可以这么实现。可以在ForumState对象中增加状态是否改变的标志，那么当我们创建一个主题或者回复帖子的时候，首先从系统 缓存的统一入口处拿到Forum，然后通过Forum得到ForumState对象，并设置ForumState状态改变标记为true,这样以来，当下次从 缓存取出Forum对象的时候，检查两个标记：embedded和 stateChanged，如果embeded为true,但是stateChange也为ture，那么我们重新加载ForumState对象，然后设置stateChanged为false.当然了这样需要对stateChanged的操作同步。这样设计的好处就是将对模型对象的操作都封装在模型对象内部，便于多线程环境下的并发访问控制。因为从把所有对对象的操作都封装起来，方便多线程下的并发同步问题。

上面是关于Repository在对象建模中的作用，下面我也说说关于工厂的作用，既然是工厂，那么它肯定要生产东西出来，但是它不能随便乱生产，它生产出来的应该是整个聚合的根，并且要保证这个聚合的不变量受到保护，这样通过工厂提供一个集中的模型创建的访问点，也方便了控制访问。要设计一个好的工厂，我们首先需要设计一个好的对象模型，分辨出合理的聚合，这样工厂才会发挥真正的效力。

最后既然说到了 缓存，还有一点需要注意，那就是这个 缓存的范围，我这里说的 缓存是全局的 缓存，是一个application级别的 缓存。我个人是比较反对在Httpsession中保存大量数据的，这样当用户增多的情况下，比较会浪费很多的内存，浪费性能。所以我们更应该需要的是全局的 缓存，这样底层的缓冲框架我们还可以采用分布式的 缓存系统，这样以来我们的系统在集群环境下也免去了一些session failover的开销。这其实也是一种SNA架构的思想。