java 分布式缓存框架Ehcache的（超详细总结）

2023年 5月 5日 143点热度 0人点赞 0条评论

Ehcache是什么？

Ehcache是一种流行的开源Java缓存库，用于提高应用程序的性能和可伸缩性。它是一个内存缓存，可以将数据存储在内存中，以加快读取速度，也可以将数据存储在磁盘上，以提高可靠性和持久性。Ehcache可以作为单独的缓存服务器，也可以与其他缓存服务器一起使用，例如Memcached。

Ehcache的特点如下：

高性能：Ehcache将数据存储在内存中，读取速度非常快，可以大幅提升应用程序的性能。
可伸缩性：Ehcache支持分布式缓存，可以将缓存数据分布在多台服务器上，以提高容量和性能。
灵活性：Ehcache提供了丰富的配置选项和扩展点，可以根据应用程序的需求进行定制。
可靠性：Ehcache支持数据备份和数据恢复，确保数据不会丢失，并且可以在应用程序出现故障时提供故障转移和恢复。

Ehcache的工作原理如下：

应用程序通过Ehcache的API将数据存储到缓存中。
如果数据已经存在于缓存中，则Ehcache会立即返回数据；否则，它会从数据源中获取数据，并将其存储在缓存中。
当应用程序需要访问缓存中的数据时，Ehcache会首先查找缓存中是否已经存在该数据，如果存在则直接返回，否则从数据源中获取数据，并将其存储在缓存中。

Ehcache支持以下特性：

内存缓存：Ehcache将数据存储在内存中，以提高读取速度。
磁盘缓存：Ehcache可以将数据存储在磁盘上，以提高可靠性和持久性。
分布式缓存：Ehcache可以将缓存数据分布在多台服务器上，以提高容量和性能。
数据备份和恢复：Ehcache支持数据备份和数据恢复，确保数据不会丢失，并且可以在应用程序出现故障时提供故障转移和恢复。

Ehcache是一种流行的开源Java缓存库，用于提高应用程序的性能和可伸缩性。它支持内存缓存、磁盘缓存、分布式缓存、数据备份和恢复等特性，可以根据应用程序的需求进行定制。

Ehcache能干什么？

Ehcache是一个Java缓存框架，它可以在内存中存储数据并在需要时快速地检索数据，从而提高应用程序的性能。通常情况下，Ehcache被用来解决以下问题：

读取数据频繁访问数据库：如果一个应用程序需要频繁地从数据库中读取数据，那么这会导致应用程序的性能变慢。为了解决这个问题，应用程序可以使用Ehcache缓存需要访问的数据，这样就可以减少对数据库的读取次数，提高应用程序的性能。
减少对远程资源的访问：如果应用程序需要从远程服务器获取数据，那么这会影响应用程序的性能。为了减少对远程资源的访问，应用程序可以使用Ehcache缓存远程服务器返回的数据，这样就可以减少对远程资源的访问次数。
减少计算量：有些数据需要进行复杂的计算才能得到，这会影响应用程序的性能。为了解决这个问题，应用程序可以使用Ehcache缓存已经计算完的数据，这样就可以减少计算量，提高应用程序的性能。

Ehcache还可以通过以下方式提高应用程序的性能：

基于内存缓存的数据：Ehcache会将数据存储在内存中，这样就可以快速地检索数据，提高应用程序的性能。
支持分布式系统：Ehcache支持分布式系统，这意味着应用程序可以在多台机器上使用缓存数据。
支持统计和监控：Ehcache提供了详细的统计和监控功能，可以帮助开发人员了解缓存的使用情况，并优化应用程序的性能。
提供了丰富的配置选项：Ehcache提供了丰富的配置选项，可以帮助开发人员根据实际情况来选择最适合的缓存策略。例如可以设置缓存的大小、过期时间等。

Ehcache也存在以下问题：

由于数据存储在内存中，如果缓存的数据量过大，可能会导致内存溢出。
分布式缓存需要额外的配置和管理。
对于集群的支持需要额外的配置和实现。

Ehcache是一个非常强大的缓存框架，可以大大提高应用程序的性能。但在实际使用中，需要根据具体的情况来选择最适合的缓存策略，并注意缓存数据量和配置、管理分布式缓存等问题。

Ehcache的数据模型

Ehcache是一种流行的开源Java缓存库，其数据模型主要分为两种模式：本地缓存模式和分布式缓存模式。下面分别介绍这两种模式的作用和相关的命令。

本地缓存模式

本地缓存模式是Ehcache最基本的数据模型，它将缓存数据存储在本地JVM内存中，以提高读取速度。在本地缓存模式下，Ehcache会将缓存数据存储在一个名为“Ehcache”的缓存区域中，通过唯一的键来标识缓存数据。

本地缓存模式支持以下操作：

put(key, value)：将一个键值对存储到Ehcache中。
get(key)：获取一个键对应的值。
remove(key)：从Ehcache中删除一个键值对。

分布式缓存模式

分布式缓存模式是Ehcache的高级数据模型，它将缓存数据分布在多个节点上，以提高容量和性能。在分布式缓存模式下，Ehcache会将缓存数据存储在多个节点上，通过一致性哈希算法来分配缓存数据的存储位置，并使用分布式锁来保证缓存数据的一致性。

分布式缓存模式支持以下操作：

put(key, value)：将一个键值对存储到分布式缓存中。
get(key)：获取一个键对应的值。
remove(key)：从分布式缓存中删除一个键值对。

除了以上基本操作之外，Ehcache还支持以下高级功能：

过期时间：可以设置缓存数据的过期时间，以控制缓存数据的失效时间。
存储策略：可以设置缓存数据的存储策略，例如FIFO、LFU或LRU等。
监听器：可以添加缓存数据的监听器，以便在缓存数据发生变化时执行一些操作。
统计信息：可以监控缓存数据的使用情况，例如缓存命中率、缓存大小等。

Ehcache的数据模型主要分为本地缓存模式和分布式缓存模式。本地缓存模式将缓存数据存储在本地JVM内存中，以提高读取速度；分布式缓存模式将缓存数据分布在多个节点上，以提高容量和性能。Ehcache还支持过期时间、存储策略、监听器、统计信息等高级功能，可以根据应用程序的需求进行定制。

安装教程

安装Ehcache主要涉及两个步骤，即下载和配置Ehcache。下面分别介绍在Windows和Linux系统下安装Ehcache的详细步骤和命令。

在Windows系统下安装Ehcache的步骤如下：

下载Ehcache

在Ehcache的官网（https://www.ehcache.org/downloads/）上下载最新版本的Ehcache，将下载的压缩包解压到本地目录。

配置Ehcache

在项目中引入Ehcache的依赖，并在项目的配置文件中配置Ehcache的相关参数，例如缓存大小、过期时间、存储策略等。

以下是在Java项目中使用Ehcache的示例代码：

// 创建一个Ehcache缓存实例
CacheManager cacheManager = CacheManager.create();

// 获取名为"myCache"的缓存
Cache cache = cacheManager.getCache("myCache");

// 将一个键值对存储到缓存中
Element element = new Element("myKey", "myValue");
cache.put(element);

// 从缓存中获取一个键对应的值
Element result = cache.get("myKey");
if (result != null) {
    String value = (String) result.getObjectValue();
}

在Linux系统下安装Ehcache的步骤如下：

下载Ehcache

在Ehcache的官网（https://www.ehcache.org/downloads/）上下载最新版本的Ehcache，将下载的压缩包解压到Linux服务器上的某个目录下。

配置Ehcache

在Linux服务器上创建一个Ehcache配置文件，例如ehcache.xml，并在该文件中配置Ehcache的相关参数，例如缓存大小、过期时间、存储策略等。

以下是在Linux服务器上创建Ehcache配置文件的示例命令：

$ mkdir /etc/ehcache
$ vi /etc/ehcache/ehcache.xml

在vi编辑器中输入以下内容：

<ehcache>
    <defaultCache
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="true"
        />
    <cache name="myCache"
        maxElementsInMemory="1000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="300"
        timeToLiveSeconds="600"
        overflowToDisk="true"
        />
</ehcache>

以上配置文件中定义了一个名为"myCache"的缓存，设置了缓存大小为1000，过期时间为300秒，存储策略为LRU等。

在Java项目中引入Ehcache的依赖，并在项目的配置文件中指定Ehcache配置文件的路径，例如：

<bean id="cacheManager" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheCacheManager">
    <property name="cacheManager">
        <bean class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">
            <property name="configLocation" value="classpath:ehcache.xml"/>
        </bean>
    </property>
</bean>

需要注意：

在Windows和Linux系统下安装Ehcache的步骤主要涉及下载和配置Ehcache。在Windows系统下，需要在Java项目中引入Ehcache的依赖，并在项目的配置文件中配置Ehcache的相关参数；在Linux系统下，需要在Linux服务器上创建一个Ehcache配置文件，并在Java项目中指定该配置文件的路径。

SpringBoot的整合

Spring Boot整合Ehcache可以大大提高应用程序的性能，以下是详细步骤和完整的代码：

步骤1：添加依赖

在pom.xml文件中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
    <artifactId>ehcache</artifactId>
</dependency>

步骤2：配置缓存

在application.properties文件中添加Ehcache的配置信息：

# Enable caching
spring.cache.type=ehcache

# Ehcache settings
spring.cache.ehcache.config=classpath:ehcache.xml

在项目的classpath路径下创建一个名为ehcache.xml的文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache>
    <cache name="usersCache"
           maxEntriesLocalHeap="1000"
           timeToLiveSeconds="300"
           timeToIdleSeconds="60"
           >
    </cache>
</ehcache>

这里定义了一个名为usersCache的缓存，最大保存1000个缓存对象，生存时间为300秒，空闲时间为60秒。

步骤3：使用缓存

在需要使用缓存的地方，可以通过注解的方式来使用缓存，例如：

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Cacheable(value = "usersCache")
    public List<User> findAllUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @Cacheable(value = "usersCache", key = "#id")
    public User findUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id);
    }

    @CachePut(value = "usersCache", key = "#user.id")
    public User save(User user) {
        userRepository.save(user);
        return user;
    }

    @CacheEvict(value = "usersCache", allEntries = true)
    public void deleteAll() {
        userRepository.deleteAll();
    }

    @CacheEvict(value = "usersCache", key = "#id")
    public void deleteUserById(Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }
}

这里使用了@Cacheable、@CachePut和@CacheEvict注解来标记需要进行缓存的方法，可以指定缓存的名称、缓存的key等信息。缓存名称需要和ehcache.xml中定义的缓存名称保持一致。

完整代码可以参考以下示例：

UserController.java

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping
    public ResponseEntity<List<User>> findAllUsers() {
        List<User> userList = userService.findAllUsers();
        return new ResponseEntity<>(userList, HttpStatus.OK);
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<User> findUserById(@PathVariable Long id) {
        User user = userService.findUserById(id);
        return new ResponseEntity<>(user, HttpStatus.OK);
    }

    @PostMapping
    public ResponseEntity<User> save(@RequestBody User user) {
        User savedUser = userService.save(user);
        return new ResponseEntity<>(savedUser, HttpStatus.CREATED);
    }

    @DeleteMapping
    public ResponseEntity<Void> deleteAll() {
        userService.deleteAll();
        return new ResponseEntity<>(HttpStatus.OK);
    }

    @DeleteMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<Void> deleteUserById(@PathVariable Long id){
        userService.deleteUserById(id);
        return new ResponseEntity<>(HttpStatus.OK);
    }
}

User.java：

@Entity
@Table(name = "users")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "name", nullable = false)
    private String name;

    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

UserRepository.java：

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {

    User findById(Long id);
}

UserService.java:

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Cacheable(value = "usersCache")
    public List<User> findAllUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @Cacheable(value = "usersCache", key = "#id")
    public User findUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id);
    }

    @CachePut(value = "usersCache", key = "#user.id")
    public User save(User user) {
        userRepository.save(user);
        return user;
    }

    @CacheEvict(value = "usersCache", allEntries = true)
    public void deleteAll() {
        userRepository.deleteAll();
    }

    @CacheEvict(value = "usersCache", key = "#id")
    public void deleteUserById(Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }
}

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