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Ehcache详细解读

原文 http://blog.csdn.net/qq_34531925/article/details/77007300

2017-08-09 19:20:09阅读(319)

Ehcache.org/">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,最初知道它,是从Hibernate的缓存开始的。网上中文的EhCache材料以简单介绍和配置方法居多,如果你有这方面的问题,请自行google;对于API,官网上介绍已经非常清楚,请参见官网;但是很少见到特性说明和对实现原理的分析,因此在这篇文章里面,我会详细介绍和分析EhCache的特性,加上一些自己的理解和思考,希望对缓存感兴趣的朋友有所收获。

 

一、特性一览,来自官网,简单翻译一下:

 

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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

8、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

9、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。

10、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。

11、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。

12、开源协议
Apache 2.0 license

 

二、Ehcache的加载模块列表,他们都是独立的库,每个都为Ehcache添加新的功能,可以在此下载

 

ehcache-core:API,标准缓存引擎,RMI复制和Hibernate支持 ehcache:分布式Ehcache,包括Ehcache的核心和Terracotta的库 ehcache-monitor:企业级监控和管理 ehcache-web:为Java Servlet Container提供缓存、gzip压缩支持的filters ehcache-jcache:JSR107 JCACHE的实现 ehcache-jgroupsreplication:使用JGroup的复制 ehcache-jmsreplication:使用JMS的复制 ehcache-openjpa:OpenJPA插件 ehcache-server:war内部署或者单独部署的RESTful cache server ehcache-unlockedreadsview:允许Terracotta cache的无锁读 ehcache-debugger:记录RMI分布式调用事件 Ehcache for Ruby:Jruby and Rails支持

Ehcache的结构设计概览:

Ehcache详细解读

三、核心定义:

 

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。

 

代码示例:

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