緩存利器之Ehcache

EhCache 是一個純Java的進程內緩存框架，具有快速、精幹等特點。是一種廣泛使用的開源Java分散式緩存。主要面向通用緩存,Java EE和輕量級容器。另外Spring 提供了對緩存功能的抽象：即允許綁定不同的緩存解決方案（如Ehcache），但本身不直接提供緩存功能的實現。ehcache是一個用Java實現的使用簡單，高速，實現線程安全的緩存管理類庫，ehcache提供了用記憶體，磁碟文件存儲，以及分散式存儲方式等多種靈活的cache管理方案。同時ehcache作為開放源代碼項目，採用限制比較寬鬆的Apache License V2.0作為授權方式，被廣泛地用於Hibernate,  Spring，Cocoon等其他開源系統。它支持註解方式使用緩存，非常方便。

1.2 Ehcache的特點

（1）快速簡單，具有多種緩存策略

（2）緩存數據有兩級為記憶體和磁碟，緩存數據會在虛擬機重啟的過程中寫入磁碟

（3）可以通過RMI、可插入API等方式進行分散式緩存

（4）具有緩存和緩存管理器的偵聽介面

（5）支持多緩存管理器實例，以及一個實例的多個緩存區域。並提供Hibernate的緩存實現

1.3 Ehcache的類層次模型：

Ehcache的類層次模型主要為三層，最上層的是CacheManager，他是操作Ehcache的入口。我們可以通過CacheManager.getInstance()獲得一個單個的CacheManager，或者通過CacheManager的構造函數創建一個新的CacheManager。每個CacheManager都管理著多個Cache。而每個Cache都以一種類Hash的方式，關聯著多個Elemenat。而Element則是我們用於存放要緩存內容的地方。事件處理：可以為CacheManager添加事件監聽，當對CacheManager增刪Cache時，事件處理器將會得到通知。要配置事件處理，需要通過ehcache的配置文件來完成。
可以為Cache添加事件監聽，當對Cache增刪Element時，事件處理器將會得到通知。要配置事件處理，需要通過ehcache的配置文件來完成。

1.4 ehcache的刷新策略
ehcache的刷新策略是當緩存在放入的時候記錄一個放入時間，它是用Lazy Evict的方式，在取的時候同設置的TTL比較

1.5 ehcache緩存的3種清空策略：
1 FIFO，先進先出
2 LFU，最少被使用，緩存的元素有一個hit屬性，hit值最小的將會被清出緩存。
3 LRU，最近最少使用的，緩存的元素有一個時間戳，當緩存容量滿了，而又需要騰出地方來緩存新的元素的時候，那麼現有緩存元素中時間戳離當前時間最遠的元素將被清出緩存。

1.6 ehcache參數配置：
maxInMemory - 設定記憶體中創建對象的最大值。
eternal - 設置元素（譯註：記憶體中對象）是否永久駐留。如果是，將忽略超時限制且元素永不消亡。
timeToIdleSeconds - 設置某個元素消亡前的停頓時間。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。這隻能在元素不是永久駐留時有效（譯註：如果對象永恆不滅，則設置該屬性也無用）。
如果該值是 0 就意味著元素可以停頓無窮長的時間。
timeToLiveSeconds - 為元素設置消亡前的生存時間。也就是一個元素從構建到消亡的最大時間間隔值。這隻能在元素不是永久駐留時有效。
overflowToDisk  - 設置當記憶體中緩存達到maxInMemory 限制時元素是否可寫到磁碟上。

1.7 Ehcache結構圖如下：

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1.8 Ehcache詳細結構圖如下：

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1.9 Ehcache的載入模塊列表，他們都是獨立的庫，每個都為Ehcache添加新的功能，可以在此下載 ：

• ehcache-core：API，標準緩存引擎，RMI複製和Hibernate支持
• ehcache：分散式Ehcache，包括Ehcache的核心和Terracotta的庫
• ehcache-monitor：企業級監控和管理
• ehcache-web：為Java Servlet Container提供緩存、gzip壓縮支持的filters
• ehcache-jcache：JSR107 JCACHE的實現
• ehcache-jgroupsreplication：使用JGroup的複製
• ehcache-jmsreplication：使用JMS的複製
• ehcache-openjpa：OpenJPA插件
• ehcache-server：war內部署或者單獨部署的RESTful cache server
• ehcache-unlockedreadsview：允許Terracotta cache的無鎖讀
• ehcache-debugger：記錄RMI分散式調用事件
• Ehcache for Ruby：Jruby and Rails支持

2.0 Ehcache配置：

ehcache 的配置可以通過在 XML文件中聲明，或者通過構造函數中指定參數進行程式控制。

兩種方法都能很好的支持。不過將緩存的配置和實際代碼分離開來更好一些，這有以下幾個好處：

便於在一個地方保存所有的配置信息
緩存使用記憶體或磁碟空間需要仔細調整和規劃，你可以在一個配置文件中獲取所有信息。當然你也可以都在代碼中搞定，但檢查起來就沒那麼方便。

便於在部署時修改緩存的配置
配置錯誤便於在啟動時被髮現，以免在運行時才暴露出錯誤
如果存在一個預設配置，那麼它總是會被裝載並生效
雖然預設配置不是必需的，但如果沒有載入預設配置，以編程方式創建命名cance(created by name) 就會產生錯誤。

動態修改緩存配置
緩存服務啟動之後，其配置一般不能再改變。但從 ehcache2.0之後，特定的緩存配置參數可以在運行時動態修改。在當前版本的ehcache,中包含以下幾個參數。

timeToLive 
一個被緩存的對象(Element)保存在緩存中的最大秒數，無論其是否被使用。超過這個時間限制，該對象將無法從緩存中獲取。預設值是0，表示沒有限制。
timeToIdle 
一個被緩存的對象(Element)保存在緩存中未被訪問的最大秒數。超過這個時間限制，該對象將無法從緩存中獲取。預設值是0，表示沒有限制。
本地緩存參數 maxEntriesLocalHeap, maxBytesLocalHeap, maxBytesLocalOffHeap, maxEntriesLocalDisk, maxBytesLocalDisk.
memory-store eviction policy （記憶體驅逐策略）
CacheEventListeners 可以動態增或刪除
註意Cache 的 "eternal" (永恆)屬性，如果設置為true,重置 "timeToLive" 和 timeToIdle" 就都沒用了，任何對象都不會過期。

下麵的例子演示如何動態修改使用中的緩存。

Cache cache = manager.getCache("sampleCache");

CacheConfiguration config = cache.getCacheConfiguration();

config.setTimeToIdleSeconds(60);

config.setTimeToLiveSeconds(120);

config.setmaxEntriesLocalHeap(10000);

config.setmaxEntriesLocalDisk(1000000);

緩存參數也可以被凍結，防止修改：

Cache cache = manager.getCache("sampleCache");

cache.disableDynamicFeatures();

在 ehcache.xml中，將<ehcache>的dynamicConfig 屬性設置為"false", 可以禁止動態修改緩存參數

動態修改分散式緩存配置
和獨立緩存一樣，操縱分散式緩存的配置也需要通過cache.getCacheConfiguration()方法獲得 CacheConfiguration 對象，通過它的一系列 set 方法進行修改。

下表提供瞭如何動態修改一個Terracotta 集群的公共配置選項的一些信息。表頭的"Scope"欄位表示配置的變更能夠在哪裡生效，可以是以下幾個值。

Client – The Terracotta client where the CacheManager runs.
TSA – The Terracotta Server Array for the cluster.
BOTH – Both the client and the TSA.
註意 "Both" 是分散式含義，也就是說對所有客戶端都會生效

2.1 Ehcache 和 Redis 比較如下

2019-06-2500:13:06