EhCahce緩存框架使用

在開發高并發量，高性能的網站應用系統時，緩存Cache起到了非常重要的作用。本文主要介紹EHCache的使用，以及使用EHCache的實踐經驗。
筆者使用過多種基于Java的開源Cache組件，其中包括OSCache、JBossCache、EHCache。OSCache功能強大，使用靈活，可用于對象緩存、Filter緩存以及在JSP中直接使用cache標簽。筆者在最近的使用過程中發現，在并發量較高時，OSCache會出現線程阻塞和數據錯誤，通過分析源代碼發現是其內部實現的缺陷。JBossCache最大的優點是支持基于對象屬性的集群同步，不過JBossCache的配置使用都較復雜，在并發量較高的情況下，對象屬性數據在集群中同步也會加大系統的開銷。以上兩種Cache本文僅作簡單介紹，不做深入探討。

EHCache是來自sourceforge（http://ehcache.sourceforge.net/）的開源項目，也是純Java實現的簡單、快速的Cache組件。EHCache支持內存和磁盤的緩存，支持LRU、LFU和FIFO多種淘汰算法，支持分布式的Cache，可以作為Hibernate的緩存插件。同時它也能提供基于Filter的Cache，該Filter可以緩存響應的內容并采用Gzip壓縮提高響應速度。

1. EHCache API的基本用法.                                                                                                                               首先介紹CacheManager類。它主要負責讀取配置文件，默認讀取CLASSPATH下的ehcache.xml，根據配置文件創建并管理Cache對象。

// 使用默認配置文件創建CacheManager
CacheManager manager = CacheManager.create();
// 通過manager可以生成指定名稱的Cache對象
Cache cache = cache = manager.getCache("demoCache");
// 使用manager移除指定名稱的Cache對象
manager.removeCache("demoCache");
可以通過調用manager.removalAll()來移除所有的Cache。通過調用manager的shutdown()方法可以關閉CacheManager。
有了Cache對象之后就可以進行一些基本的Cache操作，例如：
//往cache中添加元素
Element element = new Element("key", "value");
cache.put(element);
//從cache中取回元素
Element element = cache.get("key");
element.getValue();
//從Cache中移除一個元素
cache.remove("key");
可以直接使用上面的API進行數據對象的緩存，這里需要注意的是對于緩存的對象都是必須可序列化的。在下面的篇幅中筆者還會介紹EHCache和Spring、Hibernate的整合使用。

配置文件ehcache.xml中命名為demoCache的緩存配置：
<cache name="demoCache"
maxElementsInMemory="10000"
eternal="false"
overflowToDisk="true"
timeToIdleSeconds="300"
timeToLiveSeconds="600"
memoryStoreEvictionPolicy="LFU" />
各配置參數的含義：
maxElementsInMemory：緩存中允許創建的最大對象數
eternal：緩存中對象是否為永久的，如果是，超時設置將被忽略，對象從不過期。
timeToIdleSeconds：緩存數據的鈍化時間，也就是在一個元素消亡之前，兩次訪問時間的最大時間間隔值，這只能在元素不是永久駐留時有效，如果該值是 0 就意味著元素可以停頓無窮長的時間。
timeToLiveSeconds：緩存數據的生存時間，也就是一個元素從構建到消亡的最大時間間隔值，這只能在元素不是永久駐留時有效，如果該值是0就意味著元素可以停頓無窮長的時間。
overflowToDisk：內存不足時，是否啟用磁盤緩存。
memoryStoreEvictionPolicy：緩存滿了之后的淘汰算法。LRU和FIFO算法這里就不做介紹。LFU算法直接淘汰使用比較少的對象，在內存保留的都是一些經常訪問的對象。對于大部分網站項目，該算法比較適用。
如果應用需要配置多個不同命名并采用不同參數的Cache，可以相應修改配置文件，增加需要的Cache配置即可。

首先，在CLASSPATH下面放置ehcache.xml配置文件。在Spring的配置文件中先添加如下cacheManager配置：
<bean id="cacheManager"
class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">
</bean>
配置demoCache：
<bean id="demoCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
<property name="cacheManager" ref="cacheManager" />
<property name="cacheName">
<value>demoCache</value>
</property>
</bean>

public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor,
InitializingBean {
private Cache cache;

public void setCache(Cache cache) {
  this.cache = cache;
}

public void afterPropertiesSet() throws Exception {
Assert.notNull(cache,
"A cache is required. Use setCache(Cache) to provide one.");
}

public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
 String targetName = invocation.getThis().getClass().getName();
 String methodName = invocation.getMethod().getName();
 Object[] arguments = invocation.getArguments();
 Object result;
 String cacheKey = getCacheKey(targetName, methodName, arguments);
 Element element = null;
synchronized (this){
 element = cache.get(cacheKey);
 if (element == null) {
 //調用實際的方法
  result = invocation.proceed();
  element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);
  cache.put(element);
  }
 }
 return element.getValue();
}

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();
 }
}

synchronized (this)這段代碼實現了同步功能。為什么一定要同步？Cache對象本身的get和put操作是同步的。如果我們緩存的數據來自數據庫查詢，在沒有這段同步代碼時，當key不存在或者key對應的對象已經過期時，在多線程并發訪問的情況下，許多線程都會重新執行該方法，由于對數據庫進行重新查詢代價是比較昂貴的，而在瞬間大量的并發查詢，會對數據庫服務器造成非常大的壓力。所以這里的同步代碼是很重要的。

接下來，繼續完成攔截器和Bean的配置：

<bean id="methodCacheInterceptor" class="com.xiebing.utils.interceptor.MethodCacheInterceptor">
<property name="cache">
<ref local="demoCache" />
</property>
</bean>
<bean id="methodCachePointCut" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
<property name="advice">
<ref local="methodCacheInterceptor" />
</property>
<property name="patterns">
<list>
<value>.*myMethod</value>
</list>
</property>
</bean>

<bean id="myServiceBean"
class="com.xiebing.ehcache.spring.MyServiceBean">
</bean>
<bean id="myService" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
<property name="target">
<ref local="myServiceBean" />
</property>
<property name="interceptorNames">
<list>
<value>methodCachePointCut</value>
</list>
</property>
</bean>

        3.CachingFilter功能

<filter>
<filter-name>SimplePageCachingFilter</filter-name>
<filter-class>net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageCachingFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>SimplePageCachingFilter</filter-name>
<url-pattern>/test.jsp</url-pattern>
</filter-mapping>