Hibernate 的缓存

xiangstudent 贡献于2012-02-07

作者 竹笛先生  创建于2010-10-13 00:30:00   修改者竹笛先生  修改于2010-10-13 00:31:00字数8222

文档摘要:在开发高并发量,高性能的网站应用系统时,缓存Cache起到了非常重要的作用。本文主要介绍EHCache的使用,以及使用EHCache的实践经验。
关键词:

Hibernate的缓存 文章分类:Web前端 关键字: ehcache 缓存    在开发高并发量,高性能的网站应用系统时,缓存Cache起到了非常重要的作用。本文主要介绍EHCache的使用,以及使用EHCache的实践经验。     笔者使用过多种基于Java的开源Cache组件,其中包括OSCache、JBossCache、EHCache。OSCache功能强大,使用灵活,可用于对象缓存、Filter缓存以及在JSP中直接使用cache标签。笔者在最近的使用过程中发现,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。以上两种Cache本文仅作简单介绍,不做深入探讨。     EHCache是来自sourceforge(http://ehcache.sourceforge.net/)的开源项目,也是纯Java实现的简单、快速的Cache组件。EHCache支持内存和磁盘的缓存,支持LRU、LFU和FIFO多种淘汰算法,支持分布式的Cache,可以作为Hibernate的缓存插件。同时它也能提供基于Filter的Cache,该Filter可以缓存响应的内容并采用Gzip压缩提高响应速度。     EHCache API的基本用法l     首先介绍CacheManager类。它主要负责读取配置文件,默认读取CLASSPATH下的ehcache.xml,根据配置文件创建并管理Cache对象。     // 使用默认配置文件创建CacheManager     CacheManager manager = CacheManager.create();     // 通过manager可以生成指定名称的Cache对象     Cache cache = cache = manager.getCache("demoCache");     // 使用manager移除指定名称的Cache对象     manager.removeCache("demoCache"); 可以通过调用manager.removalAll()来移除所有的Cache。通过调用manager的shutdown()方法可以关闭CacheManager。     有了Cache对象之后就可以进行一些基本的Cache操作,例如:     //往cache中添加元素 Element element = new Element("key", "value"); cache.put(element); //从cache中取回元素 Element element = cache.get("key"); element.getValue(); //从Cache中移除一个元素 cache.remove("key"); 可以直接使用上面的API进行数据对象的缓存,这里需要注意的是对于缓存的对象都是必须可序列化的。在下面的篇幅中笔者还会介绍EHCache和Spring、Hibernate的整合使用。     配置文件l     配置文件ehcache.xml中命名为demoCache的缓存配置:         各配置参数的含义: maxElementsInMemory:缓存中允许创建的最大对象数 eternal:缓存中对象是否为永久的,如果是,超时设置将被忽略,对象从不过期。 timeToIdleSeconds:缓存数据的钝化时间,也就是在一个元素消亡之前,两次访问时间的最大时间间隔值, 这只能在元素不是永久驻留时有效,如果该值是 0 就意味着元素可以停顿无穷长的时间。 timeToLiveSeconds:缓存数据的生存时间,也就是一个元素从构建到消亡的最大时间间隔值,这只能在元素不是永久驻留时有效,如果该值是0就意味着元素可以停顿无穷长的时间。 overflowToDisk:内存不足时,是否启用磁盘缓存。 memoryStoreEvictionPolicy:缓存满了之后的淘汰算法。LRU和FIFO算法这里就不做介绍。LFU算法直接淘汰使用比较少的对象,在内存保留的都是一些经常访问的对象。对于大部分网站项目,该算法比较适用。 如果应用需要配置多个不同命名并采用不同参数的Cache,可以相应修改配置文件,增加需要的Cache配置即可。     利用Springl APO整合EHCache     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: 配置demoCache:                 demoCache     接下来,写一个实现org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor接口的拦截器类。有了拦截器就可以有选择性的配置想要缓存的 bean 方法。如果被调用的方法配置为可缓存,拦截器将为该方法生成 cache key 并检查该方法返回的结果是否已缓存。如果已缓存,就返回缓存的结果,否则再次执行被拦截的方法,并缓存结果供下次调用。具体代码如下: public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor,         InitializingBean {     private Cache cache;     /**      * 设置缓存名      */     public void setCache(Cache cache) {         this.cache = cach e;     }     /**      * 检查是否提供必要参数。      */     public void afterPropertiesSet() throws Exception {         Assert.notNull(cache,                 "A cache is required. Use setCache(Cache) to provide one.");     }     /**      *      * 如果某方法可被缓存就缓存其结果,方法的返回结果必须是可序列化的(Serializable)      */     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) {                 //调用实际的方法                 result = invocation.proceed();                 element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);                 cache.put(element);             }         }         return element.getValue();     }     /**      * 生成C acheKey: targetName.methodName.argument0.argument1...      */     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)这段代码实现了同步功能。为什么一定要同步?Cache对象本身的get和put操作是同步的。如果我们缓存的数据来自数据库查询,在没有这段同步代码时,当key不存在或者key对应的对象已经过期时,在多线程并发访问的情况下,许多线程都会重新执行该方法,由于对数据库进行重新查询代价是比较昂贵的,而在瞬间大量的并发查询,会对数据库服务器造成非常大的压力。所以这里的同步代码是很重要的。     接下来,继续完成拦截器和Bean的配置:                                                         .*myMethod                                                         methodCachePointCut             其中myServiceBean是实现了业务逻辑的Bean,里面的方法myMethod()的返回结果需要被缓存。这样每次对myServiceBean的myMethod()方法进行调用,都会首先从缓存中查找,其次才会查询数据库。使用AOP的方式极大地提高了系统的灵活性,通过修改配置文件就可以实现对方法结果的缓存,所有的对Cache的操作都封装在了拦截器的实现中。     CachingFilter功能 l 使用Spring的AOP进行整合,可以灵活的对方法的的返回结果对象进行缓存。CachingFilter功能可以对HTTP响应的内容进行缓存。这种方式缓存数据的粒度比较粗,例如缓存整张页面。它的优点是使用简单、效率高,缺点是不够灵活,可重用程度不高。     EHCache使用SimplePageCachingFilter类实现Filter缓存。该类继承自CachingFilter,有默认产生cache key的calculateKey()方法,该方法使用HTTP请求的URI和查询条件来组成key。也可以自己实现一个Filter,同样继承CachingFilter类,然后覆写calculateKey()方法,生成自定义的key。 在笔者参与的项目中很多页面都使用AJAX,为保证JS请求的数据不被浏览器缓存,每次请求都会带有一个随机数参数i。如果使用SimplePageCachingFilter,那么每次生成的key都不一样,缓存就没有意义了。这种情况下,我们就会覆写calculateKey()方法。 要使用SimplePageCachingFilter,首先在配置文件ehcache.xml中,增加下面的配置: 其中name属性必须为SimplePageCachingFilter,修改web.xml文件,增加一个Filter的配置:     SimplePageCachingFilter     net.sf.ehcache.constructs.web.filter.SimplePageCachingFilter     SimplePageCachingFilter     /test.jsp 下面我们写一个简单的test.jsp文件进行测试,缓存后的页面每次刷新,在600秒内显示的时间都不会发生变化的。代码如下: <% out.println(new Date()); %> CachingFilter输出的数据会根据浏览器发送的Accept-Encoding头信息进行Gzip压缩。经过笔者测试,Gzip压缩后的数据量是原来的1/4,速度是原来的4-5倍,所以缓存加上压缩,效果非常明显。 在使用Gzip压缩时,需注意两个问题: 1.    Filter在进行Gzip压缩时,采用系统默认编码,对于使用GBK编码的中文网页来说,需要将操作系统的语言设置为:zh_CN.GBK,否则会出现乱码的问题。 2.    默认情况下CachingFilter会根据浏览器发送的请求头部所包含的Accept-Encoding参数值来判断是否进行Gzip压缩。虽然IE6/7浏览器是支持Gzip压缩的,但是在发送请求的时候却不带该参数。为了对IE6/7也能进行Gzip压缩,可以通过继承CachingFilter,实现自己的Filter,然后在具体的实现中覆写方法acceptsGzipEncoding。 具体实现参考: protected boolean acceptsGzipEncoding(HttpServletRequest request) {     final boolean ie6 = headerContains(request, "User-Agent", "MSIE 6.0");     final boolean ie7 = headerContains(request, "User-Agent", "MSIE 7.0");     return acceptsEncoding(request, "gzip") || ie6 || ie7; }     EHCache在Hibernate中的使用 l EHCache可以作为Hibernate的二级缓存使用。在hibernate.cfg.xml中需增加如下设置:     org.hibernate.cache.EhCacheProvider 然后在Hibernate映射文件的每个需要Cache的Domain中,加入类似如下格式信息: 比如: 最后在配置文件ehcache.xml中增加一段cache的配置,其中name为该domain的类名。     EHCache的监控 l     对于Cache的使用,除了功能,在实际的系统运营过程中,我们会比较关注每个Cache对象占用的内存大小和Cache的命中率。有了这些数据,我们就可以对Cache的配置参数和系统的配置参数进行优化,使系统的性能达到最优。EHCache提供了方便的API供我们调用以获取监控数据,其中主要的方法有: //得到缓存中的对象数 cache.getSize(); //得到缓存对象占用内存的大小 cache.getMemoryStoreSize(); //得到缓存读取的命中次数 cache.getStatistics().getCacheHits() //得到缓存读取的错失次数 cache.getStatistics().getCacheMisses()     分布式缓存l EHCache从1.2版本开始支持分布式缓存。分布式缓存主要解决集群环境中不同的服务器间的数据的同步问题。具体的配置如下: 在配置文件ehcache.xml中加入 另外,需要在每个cache属性中加入 例如:   总结     EHCache是一个非常优秀的基于Java的Cache实现。它简单、易用,而且功能齐全,并且非常容易与Spring、Hibernate等流行的开源框架进行整合。通过使用EHCache可以减少网站项目中数据库服务器的访问压力,提高网站的访问速度,改善用户的体验

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