玩转 EhCache 缓存框架

Spring Boot 作为主流微服务框架，拥有成熟的社区生态。市场应用广泛，为了方便大家，整理了一个基于spring boot的常用中间件快速集成入门系列手册，涉及RPC、缓存、消息队列、分库分表、注册中心、分布式配置等常用开源组件，大概有几十篇文章，陆续会开放出来，感兴趣同学请提前关注&收藏

Ehcache 介绍

EhCache 从 Hibernate 发展而来，是一个纯Java的进程内缓存框架，具有快速、精干等特点。Ehcache是一种广泛使用的开源Java分布式缓存。主要面向通用缓存，Java EE和轻量级容器。它具有内存和磁盘存储，缓存加载器，缓存扩展，缓存异常处理程序，一个gzip缓存servlet过滤器，支持REST和SOAP api等特点。

主要特性：

• 快速，简单
• 多种缓存策略
• 缓存数据有两级：内存和磁盘，因此无需担心容量问题
• 缓存数据会在虚拟机重启的过程中写入磁盘
• 可以通过RMI、可插入API等方式进行分布式缓存
• 具有缓存和缓存管理器的侦听接口
• 支持多缓存管理器实例，以及一个实例的多个缓存区域
• 提供Hibernate的缓存实现

Show me the code

在 pom.xml 文件中添加 Ehcache 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>

不需要配置version，SpringBoot的根pom已经对版本号做了统一声明！

配置文件：

在配置文件 application.yaml 中配置 ehcache 的相关参数，具体内容如下：

spring:
  application:
    name: spring-boot-bulking-ehcache

  cache:
    type: ehcache
    ehcache:
      config: classpath:/ehcache.xml

spring.cache.type 声明spring框架使用哪一种类型的缓存，因为spring框架提供了多种缓存可供选择。

添加 Ehcache 配置：

在src/main/resources 目录下，创建配置文件ehcache.xml ，内容如下：

<ehcache name="test">
    <diskStore path="java.io.tmpdir"/>
    <defaultCache
            maxEntriesLocalHeap="1000"
            eternal="false"
            timeToIdleSeconds="300"
            timeToLiveSeconds="600"
            overflowToDisk="true"
            memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
    </defaultCache>
    <cache name="userCache"
           maxEntriesLocalHeap="200"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="300"
           timeToLiveSeconds="600"
           overflowToDisk="true">
    </cache>
</ehcache>

参数含义：

• diskStore：磁盘缓存位置
• name：缓存名称
• maxElementsInMemory：内存中最大缓存对象数
• maxElementsOnDisk：硬盘中最大缓存对象数，若是0表示无穷大
• eternal：true表示对象永不过期，此时会忽略timeToIdleSeconds和timeToLiveSeconds属性，默认为false
• timeToIdleSeconds：设定允许对象处于空闲状态的最长时间，以秒为单位。当对象自从最近一次被访问后，如果处于空闲状态的时间超过了timeToIdleSeconds属性值，这个对象就会过期，EHCache将把它从缓存中清空。只有当eternal属性为false，该属性才有效。如果该属性值为0，则表示对象可以无限期地处于空闲状态
• timeToLiveSeconds：设定对象允许存在于缓存中的最长时间，以秒为单位。当对象自从被存放到缓存中后，如果处于缓存中的时间超过了 timeToLiveSeconds属性值，这个对象就会过期，EHCache将把它从缓存中清除。只有当eternal属性为false，该属性才有效。如果该属性值为0，则表示对象可以无限期地存在于缓存中。timeToLiveSeconds必须大于timeToIdleSeconds属性，才有意义
• overflowToDisk：当内存中对象数量达到maxElementsInMemory时，Ehcache将会对象写到磁盘中。
• diskSpoolBufferSizeMB：磁盘缓存区大小，默认为30MB。每个Cache都应该有自己的一个缓存区。
• diskPersistent：是否缓存虚拟机重启期数据。
• diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认是120秒。
• memoryStoreEvictionPolicy：当达到maxElementsInMemory限制时，Ehcache将会根据指定的策略去清理内存。默认策略是LRU（最近最少使用）。你可以设置为FIFO（先进先出）或是LFU（较少使用）。
• clearOnFlush：内存数量最大时是否清除。

开启缓存：

入口启动类添加注解 @EnableCaching

@SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class,
        DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class})
@EnableCaching  // 开启缓存，Spring Boot 会自动配置缓存的 CacheManager
public class StartApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StartApplication.class, args);
    }
}

缓存业务使用：

@Component
@CacheConfig(cacheNames = "userCache")
public class UserService {

    @Cacheable(key = "#id")
    public User getUserById(Long id) {
        System.out.println("缓存中无值");
        User user = User.builder().id(id).userName("雪糕(" + id + ")").age(18).address("杭州").build();
        return user;
    }

    @CachePut(key = "#user.id")
    public User updateUser(User user) {
        user.setUserName("雪糕（new name）");
        return user;
    }

    @CacheEvict(key = "#id")
    public void deleteById(Long id) {
        System.out.println("db 删除数据，id=" + id);
    }
}

• @CacheConfig  作用于类上，用来描述该类中所有方法使用的缓存名称。当然也可以不使用该注解，直接在具体方法上的缓存注解里配置名称
• @Cacheable 用于查询方法上，表示将一个方法的返回值缓存起来。默认情况下，缓存的 key 就是方法的参数，缓存的 value 就是方法的返回值
• @CachePut  更新操作，当数据库中的数据更新后，缓存中的数据也要跟着更新，使用该注解，可以将方法的返回值自动更新到已经存在的 key 上
• @CacheEvict  删除操作，当数据库中的数据删除后，相关的缓存数据也要自动清除。

除了采用 @Cacheable 、@CachePut 等方法注解解耦式操作缓存外，我们也可以使用 CacheManager显示方式手动来操作缓存。

CacheManager

Spring定义了CacheManager和Cache接口统一不同的缓存技术。其中CacheManager是Spring提供的各种缓存技术的抽象接口，而Cache接口包含缓存的读、写、删等各种操作。

针对不同的缓存技术，需要实现不同的CacheManager，Spring预先定义了主流缓存框架的cacheManger实现类

CacheManager	描述
SimpleCacheManager	使用简单的Collection来存储缓存，主要用于测试
ConcurrentMapCacheManager	使用ConcurrentMap作为缓存技术（默认）
NoOpCacheManager	测试用
EhCacheCacheManager	使用EhCache作为缓存技术，以前在hibernate的时候经常用
GuavaCacheManager	使用google guava的GuavaCache作为缓存技术
HazelcastCacheManager	使用Hazelcast作为缓存技术
JCacheCacheManager	使用JCache标准的实现作为缓存技术，如Apache Commons JCS
RedisCacheManager	使用Redis作为缓存技术
CaffeineCacheManager	使用Caffeine作为缓存技术

Spring Boot 为我们预留接口扩展，方便我们自动配置 EhCache、Redis、Guava、ConcurrentMap等缓存，默认使用ConcurrentMapCacheManager。Spring Boot的application.yaml配置文件，使用spring.cache前缀属性进行配置。

本文我们使用 EhCache 缓存，代码示例如下：

@Component
public class UserCacheManager {

    @Resource
    private CacheManager cacheManager;

    public User getUserById(Long id) {
        Cache cache = cacheManager.getCache("userCache");
        User user = cache.get(id, User.class);
        if (user == null) {
            System.out.println("缓存中无值");
            user = User.builder().id(id).userName("雪糕(" + id + ")").age(18).address("杭州").build();
            cache.put(id, user);
        }
        return user;
    }

    public User updateUser(User user) {
        user.setUserName("雪糕（new name）");
        Cache cache = cacheManager.getCache("userCache");
        cache.put(user.getId(), user);
        return user;
    }

    public void deleteById(Long id) {
        Cache cache = cacheManager.getCache("userCache");
        cache.evict(id);
        System.out.println("db 删除数据，id=" + id);
    }
}

演示代码地址

https://github.com/aalansehaiyang/spring-boot-bulking  

模块：spring-boot-bulking-ehcache

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