集群间部署 Ehcache 实战

2018-07-20  本文已影响0人  琦小虾

本文参考网址：

《Spring+EhCache缓存实例》
《集群环境中使用 EhCache 缓存系统》
《EhCache 系统简介》
《ehcache 集群使用 rmi方式》
《ehcache缓存配置说明》

一. Ehcache 的简介

EhCache 是一个纯 Java 的进程内缓存框架，具有快速、精干等特点，是 Hibernate 中默认的 CacheProvider。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。

优点：

缺点：

由于 EhCache 是进程中的缓存系统，一旦将应用部署在集群环境中，每一个节点维护各自的缓存数据，当某节点对缓存数据进行更新，这些更新的数据无法在其它节点中共享，这不仅会降低节点运行的效率，而且会导致数据不同步的情况发生。例如某个网站采用 A, B 两个节点作为集群部署，当 A 节点的缓存更新后，而 B 节点缓存尚未更新就可能出现用户在浏览页面的时候，一会是更新后的数据，一会是尚未更新的数据，尽管我们也可以通过 Session Sticky 技术来将用户锁定在某个节点上，但对于一些交互性比较强或者是非 Web 方式的系统来说，Session Sticky 显然不太适合。所以就需要用到 EhCache 的集群解决方案。

EhCache 从 1.7 版本开始，支持五种集群方案，分别是：

本文主要介绍笔者用到的 RMI 方式。RMI 是 Java 的一种远程方法调用技术，是一种点对点的基于 Java 对象的通讯方式。EhCache 从 1.2 版本开始就支持 RMI 方式的缓存集群。在集群环境中 EhCache 所有缓存对象的键和值都必须是可序列化的，也就是必须实现 java.io.Serializable 接口，这点在其它集群方式下也是需要遵守的。下图是 RMI 集群模式的结构图：

RMI 集群部署方式

在 RMI 集群模式中，集群中每个节点都是平等关系，并不存在主节点或从节点的概念。因此节点间必须有一个机制能够互相认识对方，必须知道其它节点的信息，包括主机地址、端口号等。

在 EhCache 中提供了两种节点的发现方式：手动发现和自动发现。手动发现配置的方式需要在每个节点中配置其他所有节点的 IP, 端口等连接信息，如果集群中某节点发生变化，则需要对缓存重新配置。由于笔者工程的集群环境 IP 不是稳定不变的，而且为了追求更高的动态性，所以笔者主要对自动发现方式进行学习和总结。

二. EhCache 自动发现工程的构建

自动发现方式使用 tcp 广播来建立和包含一个广播组，它的特征是最小配置和对成员组的自动添加和管理。每个节点都是同等级的，没有任何节点存在优先级的概念。对等点每一秒中向广播组发送心跳，如果一个对等点在五秒钟内没发送过来，则此对等点将会被删除，如果有新的，则会被加入集群。

笔者将以自己的工程环境进行略微修改，然后进行说明。
笔者想搭建一个简单的 EhCache 项目：在 IP 为 192.168.22.2（称为 LSL 的主机）与 IP 为 192.168.22.3（称为 GRQ 的主机）之间建立 EhCache 缓存，使得在两主机之间可以将元素 put 到缓存中，也可以通过 get 方法将缓存中的元素取出来（包括自己 put 进缓存的，也包括其他主机 put 进入的）。

2.1 Maven 配置

EhCache 依赖的 jar 包不多，仅仅依赖于一个 junit。Maven 配置方法很简繁，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.grq.mySpringMvc</groupId>
    <artifactId>mySpringMvc</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
            <artifactId>ehcache</artifactId>
            <version>2.8.3</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

2.2 EhCache 配置文件编写

EhCache 项目的使用，核心在于 EhCache 的 xml 配置文件的编写。如果使用手动配置，两个主机的 xml 配置文件会略有不同，但差别不大。但如果设置为自动发现方式，则用完全相同的设置即可。
以 GRQ 主机的 xml 配置文件 ehcache-cluster.xml 文件为例，对 ehcache 配置文件内容逐个部分进行讲解。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ehcache>
    <cacheManagerPeerProviderFactory
            class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerProviderFactory"
            properties="peerDiscovery=automatic, multicastGroupAddress=230.0.0.1,
            multicastGroupPort=4446, timeToLive=32" />

    <cacheManagerPeerListenerFactory
            class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerListenerFactory"
            properties="port=40001,socketTimeoutMillis=2000" />

    <!--demo 缓存-->
    <cache name="auto_cache" maxElementsInMemory="1000" eternal="false"
           timeToIdleSeconds="500" timeToLiveSeconds="500" overflowToDisk="true"
           diskSpoolBufferSizeMB="30" maxElementsOnDisk="1000000"
           diskPersistent="false" diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
        <cacheEventListenerFactory
                class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheReplicatorFactory"
                properties="replicateAsynchronously=true, replicatePuts=true, replicateUpdates=true,
                            replicateUpdatesViaCopy=true, replicateRemovals=true,asynchronousReplicationIntervalMillis=1000" />
        <!--用于初始化缓存，以及自动设置-->
        <bootstrapCacheLoaderFactory
                class="net.sf.ehcache.distribution.RMIBootstrapCacheLoaderFactory"/>
    </cache>
</ehcache>

2.2.1 cacheManagerPeerProviderFactory

<cacheManagerPeerProviderFactory
    class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerProviderFactory"
    properties="peerDiscovery=automatic, multicastGroupAddress=230.0.0.1,
                multicastGroupPort=4446, timeToLive=32" />

cacheManagerPeerProviderFactory 属性如下：

2.2.2 cacheManagerPeerListenerFactory

cacheManagerPeerListenerFactory 是用来监听从集群发送过来的信息，有 class 与 properties 两个属性。配置 CacheManagerPeerListener 需要指定一个 CacheManagerPeerListenerFactory，它以插件的机制实现。
Ehcache 有一个内置的基于 RMI 的分布系统。它的监听器是 RMICacheManagerPeerListener，这个监听器可以用 RMICacheManagerPeerListenerFactory 来配置。配置如下：

<cacheManagerPeerListenerFactory
    class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerListenerFactory"
    properties="port=40001,socketTimeoutMillis=2000" />

属性内容如下：

2.2.3 cache

<cache name="auto_cache" maxElementsInMemory="1000" eternal="false"
    timeToIdleSeconds="500" timeToLiveSeconds="500" overflowToDisk="true"
    diskSpoolBufferSizeMB="30" maxElementsOnDisk="1000000"
    diskPersistent="false" diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
    memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
    ....
</cache>

必填属性如下：

可选的属性如下：

2.2.4 cacheEventListenerFactory

在 cache 标签中，还有一个子标签 cacheEventListenerFactory。它用来注册相应的的缓存监听类，用于处理缓存事件，如 put, remove, update, expire。配置文件中如下所示：

<cache ...>
    <cacheEventListenerFactory
        class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheReplicatorFactory"
        properties="replicateAsynchronously=true, replicatePuts=true, replicateUpdates=true,
        replicateUpdatesViaCopy=true, replicateRemovals=true,asynchronousReplicationIntervalMillis=1000" />
</cache>

具体元素如下所示：

cacheEventListenerFactory 用于注册相应的的缓存监听类，这些类用于处理缓存事件。

三. EhCache 集群间测试程序

笔者在两台机器上部署同样的工程，工程中的 ehcache 配置文件在上面已经完整给出，测试程序如下：

package com.grq.xStreamTest;

import net.sf.ehcache.Cache;
import net.sf.ehcache.CacheManager;
import net.sf.ehcache.Element;

import java.net.URL;
import java.util.Scanner;

public class ehcacheTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        URL url = ehcacheTest.class.getClassLoader().getResource("ehcache-cluster-auto.xml");
        CacheManager manager = new CacheManager(url);

        Cache cache = manager.getCache("auto_cache");
        // 主机 1 的标识: GRQServer
        Element element = new Element("GRQServer-" + System.currentTimeMillis(), "GRQServer");
        // 主机 2 的标识: LSLServer
//        Element element = new Element("LSLServer-" + System.currentTimeMillis(), "LSLServer");
        cache.put(element);

        // 键盘输入流
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int i = 0;

        while (true) {
            String inputKey = null;
            String inputValue = null;
            Element inputElement = null;

            // 输入方法
            System.out.println();
            System.out.println("Method: ");
            String method = in.nextLine();
            switch (method) {
                case "query":
                    break;
                case "add":
                case "update":
                    System.out.print("Key: ");
                    inputKey = in.nextLine();
                    System.out.print("Value: ");
                    inputValue = in.nextLine();

                    Element outputElement = new Element(inputKey, inputValue);
                    cache.put(outputElement);
                    break;
                case "delete":
                    System.out.print("Key: ");
                    inputKey = in.nextLine();
                    cache.remove(inputKey);
                    break;
                default:
                    System.out.println("ERROR: Can't Recognize this Method \"" + method + "\"");
                    break;
            }

            // 输出缓存中所有 (Key, Value) 值
            for(Object key : cache.getKeys()) {
                Element obj = cache.get(key);
                if(obj == null) {
                    continue;
                }
                Object value = obj.getObjectValue();
                if(value == null) {
                    continue;
                }
                System.out.println(key + " : " + value);
            }
        }
    }
}

两台主机上同时运行程序，通过试验，发现调用不同的 EhCache 方法可以实现集群之间缓存的增删改查操作。

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