故事背景

随着硬件价格的走低，大家对硬件的依赖越来越高。甚至据说，代码不重要，不行就加机器呗。比方缓存的应用，通常有基于虚拟机内存、基于磁盘存储、基于中间件（Redis内存）等形式，咱们都晓得，最适宜的才是最好的，但实际中，往往是动不动就间接上Redis。

那么，Redis肯定是最好的抉择吗？单不说对内存的要求，从效率和性能上来说，也未必是最优的。所以，不同的场景应用不同的缓存策略才是高手应该谋求的。

这篇文章就带大家意识除Redis之外的另一种缓存框架：EhCache。之所以要写写，也是因为我的项目中使用了此框架，同时又遇到点问题，于是决定深入研究一下。钻研之后，发现还真有点意思~

EhCache简介

EhCache是一个纯Java的过程内缓存框架，具备疾速、精干的特点。留神的这里的关键字过程，基于过程的缓存直觉通知咱们效率必定要高一些，因为它间接在过程之内进行操作，但不同利用之间缓存的共享可能就会有问题。

EhCache是Hibernate中默认的CacheProvider，Spring Boot也对其进行了反对，Spring中提供的缓存形象也反对对EhCache缓存框架的绑定，而且反对基于注解的形式来应用。因而，EhCache是一款被宽泛应用的基于Java的高速缓存框架，应用起来也十分不便。

EhCache提供了多种缓存策略，次要分为内存和磁盘两级，是一款面向通用缓存、Java EE和轻量级容器的缓存框架。

EhCache的特点

简略说一下该框架的特点：

  • 简略、疾速，领有多种缓存策略；
  • 缓存数据有两级：内存和磁盘，无需放心容量问题；
  • 缓存数据会在虚拟机重启的过程中写入磁盘；
  • 能够通过RMI、可插入API等形式进行分布式缓存；
  • 具备缓存和缓存管理器的侦听接口；
  • 反对多缓存管理器实例，以及一个实例的多个缓存区域，并提供Hibernate的缓存实现；

EhCache能够独自应用，但通常会与Mybatis、Shiro等三方类库联合应用。自己我的项目中应用EhCache就是联合Shiro来应用的。

除了长处，EhCache也还有一些毛病。比方，十分占用磁盘空间，这是因为DiskCache的算法简略，只是对元素间接追加存储。这样尽管能够提高效率，但在应用频繁的零碎中，磁盘很快会满。

另外就是不能保障数据安全，当然忽然kill掉Java过程时，可能会产生抵触。EhCache解决抵触的办法是重建Cache，这对Cache数据须要放弃时可能会产生影响。Cache只是简略的减速，不能保证数据的平安。

EhCache与Redis

EhCache间接在JVM中进行缓存，速度快，效率高。与Redis相比，操作简略、易用、高效，尽管EhCache也提供有缓存共享的计划，但对分布式集群的反对不太好，缓存共享实现麻烦。

Redis是通过Socket拜访到缓存服务，效率比EhCache低，比数据库要快很多，解决集群和分布式缓存不便，有成熟的计划。

所以，如果是单体利用，或对缓存拜访要求很高，可思考采纳EhCache；如果是大型零碎，存在缓存共享、分布式部署、缓存内容很大时，则倡议采纳Redis。

EhCache架构图

看一下EhCache的架构图，大略理解一下它由几局部组成。

Cache Replication局部提供了缓存复制的机制，用于分布式环境。EhCache最后是独立的本地缓存框架组件，在前期的倒退中，联合Terracotta服务阵列模型，能够反对分布式缓存集群，次要有RMI、JGroups、JMS和Cache Server等传播方式进行节点间通信。

In-process APIs则提供了基于JSR、JMX等规范的反对，可能较好的兼容和移植，同时对各类对象有较欠缺的监控管理机制。

Network APIs则对外提供了基于RESTful API、JMS API、Cache Server等形式的反对。

在应用过程中，须要关注的外围局部便是两头的Core局部了。它蕴含了外围的API和概念：

  • CacheManager：缓存管理器，能够通过单例或者多例的形式创立，也是Ehcache的入口类。
  • Cache：每个CacheManager能够治理多个Cache，每个Cache能够采纳hash的形式治理多个Element。所有cache都实现了Ehcache接口；
  • Element：单条缓存数据的组成单位，用于寄存真正缓存内容的。

三者的治理能够用下图示意：

缓存过期策略

在架构图中还能够看到Memory Store LRU、Memory Store LFU、Memory Store FIFO等内存存储算法。也就是当缓存占用空间靠近临界值时，会采纳下面的淘汰策略来清理掉一部分数据。

EhCache提供了三种淘汰算法：

  • FIFO：First In First Out，先进先出。判断被存储的工夫，离目前最远的数据优先被淘汰。
  • LRU：Least Recently Used，最近起码应用。判断最近被应用的工夫，目前最远的数据优先被淘汰。
  • LFU：Least Frequently Used，最不常常应用。在一段时间内，数据被应用次数起码的，优先被淘汰。

Ehcache采纳的是懒淘汰机制，每次往缓存放入数据时，都会存一个工夫，在读取时要和设置的工夫做TTL比拟来判断是否过期。

EhCache实战解析

理解了下面的基础知识之后，来试验一下EhCache如何应用。其中EhCache2.x和EhCache3.x的应用差距较大。

这里采纳比拟新的3.9.6版本，不同的版本在API的应用上会有所差别。

基于API应用EhCache

EhCache提供了基于API和xml两种模式创立CacheManger和Cache。先来看基于API的模式：

在pom文件中引入EhCache依赖：

<dependency>      <groupId>org.ehcache</groupId>      <artifactId>ehcache</artifactId>      <version>3.9.6</version></dependency>

创立并应用的代码如下：

public class EhCacheTest {    @Test    public void test() {        // 1、先创立一个CacheManagerBuilder；        // 2、应用CacheManagerBuilder创立一个预配置（pre-configured)缓存：第一个参数为别名，第二个参数用来配置Cache；        // 3、build办法构建并初始化；build中true参数示意进行初始化。        CacheManager cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder()                .withCache("preConfigured",                        CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(Long.class, String.class,                                ResourcePoolsBuilder.heap(100)).build())                .build(true);        // 取回在设定的pre-configured，对于key和value值类型，要求是类型平安的，否则将抛出ClassCastException异样。        Cache<Long, String> preConfigured = cacheManager.getCache("preConfigured", Long.class, String.class);        System.out.println("从缓存中获取key为preConfigured：" + preConfigured);        // 依据需要，通过CacheManager创立出新的Cache。实例化和残缺实例化的Cache将通过CacheManager.getCache API返回。        Cache<Long, String> myCache = cacheManager.createCache("myCache",                CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(Long.class, String.class,                        ResourcePoolsBuilder.heap(100)).build());        // 应用put办法存储数据        myCache.put(1L, "da one!");        // 应用get办法获取数据        String value = myCache.get(1L);        System.out.println("从缓存中获取key为1L：" + value);        // close办法将开释CacheManager所治理的缓存资源        cacheManager.close();    }}

上述代码基于API的模式演示了如何创立CacheManager及Cache，并对Cache进行设置和获取。

基于XML应用EhCache

依赖Jar包不变，在src/main/resources/目录下创立配置文件 ehcache.xml。

<config        xmlns:xsi='http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance'        xmlns='http://www.ehcache.org/v3'        xsi:schemaLocation="http://www.ehcache.org/v3 http://www.ehcache.org/schema/ehcache-core.xsd">    <cache alias="foo">        <key-type>java.lang.String</key-type>        <value-type>java.lang.String</value-type>        <resources>            <heap unit="entries">20</heap>            <offheap unit="MB">10</offheap>        </resources>    </cache>    <cache-template name="myDefaults">        <key-type>java.lang.Long</key-type>        <value-type>java.lang.String</value-type>        <heap unit="entries">200</heap>    </cache-template>    <cache alias="bar" uses-template="myDefaults">        <key-type>java.lang.Number</key-type>    </cache>    <cache alias="simpleCache" uses-template="myDefaults" /></config>

3.x版本与2.x版本有所区别，在xml配置文件上非常明显。2.x中以ehcache元素为根节点，而3.x则以config为根节点。

在上述xml中蕴含三局部：

  • 一般缓存cache-foo：别名为foo的缓存，缓存的Key-Value值类型均为String。如果没有指定，默认就是Object类型。
  • 缓存模板cache-template：实现一个配置形象，以便在将来能够进行扩大；
  • 基于缓存模板的cache-bar：应用了cache-template模板myDefaults，并且笼罩了key-type类型，myDefaults的key-type是Long类型，笼罩后成了Number类型；

cache中其余属性及元素：

  • name为名称；
  • alias为别名；
  • key-type为key的类型；
  • value-type为value的类型；
  • heap指定堆中可创立的实体格局，其中unit="entries"，示意前面的20是实体；
  • offheap示意在开始淘汰过期缓存项之前，能够调配多达10M的堆内存；
  • uses-template示意应用模板的名称；

当然，也能够通过persistence元素来配置缓存的目录等。其余属性的应用，大家能够缓缓摸索。

基于Spring Boot应用EhCache

后面曾经提到，Spring对缓存进行了反对，Spring Boot也对缓存进行了主动配置的反对。上面就基于Spring Boot来实现EhCache的集成以及应用案例演示。

在Spring Boot中引入对应的starter：

<!-- ehcache依赖--><dependency>    <groupId>org.springframework.boot</groupId>    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId></dependency><dependency>    <groupId>org.ehcache</groupId>    <artifactId>ehcache</artifactId>    <version>3.9.6</version></dependency>

在application.properties中配置增加如下配置：

spring.cache.ehcache.config=ehcache.xml

在Spring Boot启动类上增加@EnableCaching注解：

@EnableCaching@SpringBootApplication@MapperScan("com.secbro.mapper")public class SpringBootMainApplication {    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(SpringBootMainApplication.class, args);    }}

创立一个用户缓存的实体类Person：

@Datapublic class Person {    public Person(int id,String name){        this.id = id;        this.name = name;    }    private int id;    private String name;}

对应的Service办法实现：

public interface PersonService {    Person getById(int id);}@Slf4j@Service("personService")public class PersonServiceImpl implements PersonService {    @Cacheable(value = "personCache", key = "#id")    @Override    public Person getById(int id) {        log.info("查问id={}的用户", id);        if (id == 1) {            return new Person(1, "Tom");        } else if (id == 2) {            return new Person(2, "Jim");        }        return new Person(3, "Other");    }}

通过Spring提供@Cacheable注解指定了缓存的名称为personCache，key为id。在办法内打印日志，如果调用到办法内，则会打印。

编写单元测试类：

@Slf4j@SpringBootTest@TestMethodOrder(MethodOrderer.OrderAnnotation.class)class PersonServiceTest {    @Resource    private PersonService personService;    @org.junit.jupiter.api.Order(1)    @Test    void testCache() throws InterruptedException {        log.info("第1次查问id=1的数据");        personService.getById(1);        log.info("第2次查问id=1的数据");        personService.getById(1);        Thread.sleep(3000);    }}

两次调用对应的办法，打印日志如下：

c.s.s.PersonServiceTest                  : 第1次查问id=1的数据c.s.s.i.PersonServiceImpl                : 查问id=1的用户c.s.s.PersonServiceTest                  : 第2次查问id=1的数据

能够看到，第一进入办法内进行查问，第二次便走了缓存。

对于Spring提供的cache注解的应用还有很多应用办法和场景，这里就不再开展了。

小结

因为工作恰好用到该技术，就钻研并写成文章带大家领略了EhCache的基本知识、技术架构、应用场景、API应用以及基于Spring Boot的集成。整体而言，算是入门级别的，大家能够在此基础上进一步学习扩大。至于EhCache对分布式的反对局部，本文并未波及，次要起因是应用起来并没那么好用，如果感兴趣的话可自行钻研。

博主简介：《SpringBoot技术底细》技术图书作者，热爱钻研技术，写技术干货文章。

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