JCS(Java Caching System)簡介以及相關文檔(cjsdn)
概述
JCS是Jakarta的項目Turbine的子項目。它是一個復合式的緩沖工具?？梢詫ο缶彌_到內(nèi)存、硬盤。具有緩沖對象時間過期設定。還可以通過JCS構建具有緩沖的分布式構架，以實現(xiàn)高性能的應用。
對于一些需要頻繁訪問而每訪問一次都非常消耗資源的對象，可以臨時存放在緩沖區(qū)中，這樣可以提高服務的性能。而JCS正是一個很好的緩沖工具。緩沖工具對于讀操作遠遠多于寫操作的應用性能提高非常顯著。
JCS的詳細說明在 http://jakarta.apache.org/turbine/jcs/
JCS的特性
JCS除了簡單的將對象緩沖在內(nèi)存中以外，還具有幾個特性，以適應企業(yè)級緩沖系統(tǒng)的需要。這些特性包括時間過期、索引式硬盤緩沖、并行式的分布緩沖等。
內(nèi)存緩沖
JCS現(xiàn)在支持兩種內(nèi)存緩沖算法LRU和MRU。通常都是使用LRU算法。
org.apache.stratum.jcs.engine.memory.lru.LRUMemoryCache
使用內(nèi)存緩沖區(qū)需要定義緩沖區(qū)大小，當超過緩沖區(qū)限制時，會將緩沖內(nèi)容拋棄掉。如果有配硬盤緩沖，則將擠出來的緩沖內(nèi)容寫入硬盤緩沖區(qū)。
時間過期
JCS對于緩沖的對象，可以設定緩沖過期時間，一個對象在緩沖區(qū)中停留的時間超過這個時間，就會被認為是“不新鮮”而被放棄。
索引式硬盤緩沖
一方面，為了避免緩沖區(qū)過大，撐爆虛擬機的內(nèi)存，另一方面又希望能夠緩沖更多的對象，JCS可以將超出緩沖區(qū)大小的對象緩存到硬盤上。配置上也比較方便，只需要指定緩沖臨時文件的存放目錄位置。硬盤緩沖將緩沖對象的內(nèi)容寫到文件上，但是將訪問索引保存在內(nèi)存中，因此也能夠達到盡可能高的訪問效率。
并行式的分布緩沖(Lateral)
通常，將對象緩沖在內(nèi)存中，一方面提高了應用的性能，而另一方面卻使得應用不可以分布式發(fā)布。因為假設一個應用配置在兩臺服務器上并行運行，而兩臺服務器單獨緩沖，則很容易導致兩個緩沖區(qū)內(nèi)容出現(xiàn)版本上的不一致而出錯。一個機器上修改了數(shù)據(jù)，這個動作會影響到本地內(nèi)存緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)庫服務器，但是卻不會通知到另一臺服務器，導致另一臺上緩沖的數(shù)據(jù)實際上已經(jīng)無效了。
并行式的分布緩沖就是解決這個問題?？梢酝ㄟ^配置，將幾臺服務器配成一個緩沖組，組內(nèi)每臺服務器上有數(shù)據(jù)更新，會橫向將更新的內(nèi)容通過TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)狡渌掌鞯木彌_層，這樣就可以保證不會出現(xiàn)上述情況。這個的缺點是如果組內(nèi)的并行的服務器數(shù)量增大后，組內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量將會迅速上升。這種方案適合并行服務器的數(shù)量比較少的情況。
Client/Server式的緩沖(Remote)
客戶/服務端式的緩沖集群。這種方式支持一個主服務器和最高達到256個客戶端。客戶端的緩沖層會嘗試連接主服務器，如果連接成功，就會在主服務器上注冊。每個客戶端有數(shù)據(jù)更新，就會通知到主服務器，主服務器會將更新通知到除消息來源的客戶端以外的所有的客戶端。
每個客戶端可以配置超過一個服務器，第一個服務器是主服務器，如果與第一個服務器連接失敗，客戶端會嘗試與備用的服務器連接，如果連接成功，就會通過備用服務器與其他客戶端對話，同時會定期繼續(xù)嘗試與主服務器取得連接。如果備用服務器也連接失敗，就會按照配置順序嘗試與下一個備用服務器連接。
這種方式下，更新通知是一種輕量級的，一個機器上的數(shù)據(jù)更新，不會把整個數(shù)據(jù)傳輸出去，而只是通知一個ID，當遠程的其他機器收到更新通知后，就會把對應ID的緩沖對象從本地的內(nèi)存緩沖區(qū)中移除，以保證不會在緩沖區(qū)內(nèi)出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)。
這種構造需要分別配置客戶端和服務器，配置比較麻煩。
配置方法
JCS的好處之一，就是應用在開發(fā)的時候，可以不用去構思底層的緩沖配置構架。同一個應用，只需要修改配置，就可以改變緩沖構架，不需要修改應用的源代碼。配置方法也比較簡單，就是修改配置文件cache.ccf。這個文件放置在WEB-INF/classes目錄下。配置格式類似log4j的配置文件格式。下面介紹一下使用各種緩沖結構的配置方法。
內(nèi)存緩沖
#WEB-INF/classes/cache.ccf(以下內(nèi)容不要換行)
jcs.default=
jcs.default.cacheattributes=org.apache.jcs.engine.CompositeCacheAttributes
jcs.default.cacheattributes.MaxObjects=1000
jcs.default.cacheattributes.MemoryCacheName=org.apache.jcs.engine.memory.lru.LRUMemoryCache
上面配置了默認緩沖屬性。一個應用中，由于對象類型的不同，可能會使用多個緩沖區(qū)，每個緩沖區(qū)都會有一個名字，如果在配置文件中沒有指明特定的緩沖區(qū)的屬性，所有的緩沖區(qū)都會根據(jù)默認屬性來構建。上面的內(nèi)容，指明緩沖區(qū)的大小為存放1000個對象，內(nèi)存緩沖器使用LRUMemoryCache對象?？蛇x的還有MRUMemoryCache，應該可以自定義新的內(nèi)存緩沖區(qū)。1000個緩沖對象這個容量，是指每個緩沖區(qū)都緩沖1000個，而不是指所有緩沖區(qū)總容量。以上配置，就可以讓應用運行起來。
時間過期
如果需要引入時間過期機制，則需要加上
jcs.default.cacheattributes.cacheattributes.UseMemoryShrinker=true
jcs.default.cacheattributes.cacheattributes.MaxMemoryIdleTimeSeconds=3600
jcs.default.cacheattributes.cacheattributes.ShrinkerIntervalSeconds=60
這里指明對象超過3600秒則過期，每隔60秒檢查一次。
索引式硬盤緩沖
索引式硬盤緩沖是輔助緩沖的一種，使用時需要做以下事情
#定義一個硬盤緩沖區(qū)產(chǎn)生器(Factory)，取名為DC
jcs.auxiliary.DC=org.apache.stratum.jcs.auxiliary.disk.indexed.IndexedDiskCacheFactory
jcs.auxiliary.DC.attributes=org.apache.stratum.jcs.auxiliary.disk.indexed.IndexedDiskCacheAttributes
jcs.auxiliary.DC.attributes.DiskPath=g:/dev/jakarta-turbine-stratum/raf
#這里其實就是指明了緩沖文件存放到那里去。
然后，做以下修改
jcs.default=DC
這樣，所有未特別指定屬性的緩沖區(qū)都會自己使用一個硬盤緩沖區(qū)，緩沖文件會以緩沖區(qū)的名字來命名。存放在指定的目錄下。
橫向式的并行緩沖
并行式的配置如下
jcs.auxiliary.LTCP=org.apache.jcs.auxiliary.lateral.LateralCacheFactory
jcs.auxiliary.LTCP.attributes=org.apache.jcs.auxiliary.lateral.LateralCacheAttributes
jcs.auxiliary.LTCP.attributes.TransmissionTypeName=TCP
jcs.auxiliary.LTCP.attributes.TcpServers=192.168.10.129:1121,192.168.10.222:1121
jcs.auxiliary.LTCP.attributes.TcpListenerPort=1121
jcs.auxiliary.LTCP.attributes.PutOnlyMode=false
這里的配置是在41,129,221三臺機器上實現(xiàn)并行緩沖的。
大家都在1121端口上監(jiān)聽，同時與另外兩臺機器連接。如果連接失敗，就會等待一個時間后再連接一次，直到連接成功為止。三臺機器中任意一臺的緩沖區(qū)發(fā)生更新，比如put和remove動作，就會把更新傳遞給另外兩臺。
單獨指明某個緩沖區(qū)的屬性
如果，針對某個緩沖區(qū)，比如叫做TestCache1，需要單獨配置屬性，可以如下配置。
jcs.region.testCache1=DC,LTCP
jcs.region.testCache1.cacheattributes=org.apache.stratum.jcs.engine.CompositeCacheAttributes
jcs.region.testCache1.cacheattributes.MaxObjects=1000
jcs.region.testCache1.cacheattributes.MemoryCacheName=org.apache.stratum.jcs.engine.memory.lru.LRUMemoryCache
jcs.region.testCache1.cacheattributes.UseMemoryShrinker=true
jcs.region.testCache1.cacheattributes.MaxMemoryIdleTimeSeconds=3600
jcs.region.testCache1.cacheattributes.ShrinkerIntervalSeconds=60
system.GroupIdCache
這個概念我也不是很清楚。不過JCS文檔中指出配置以下內(nèi)容會比較好。
jcs.system.groupIdCache=DC
jcs.system.groupIdCache.cacheattributes=org.apache.stratum.jcs.engine.CompositeCacheAttributes
jcs.system.groupIdCache.cacheattributes.MaxObjects=10000
jcs.system.groupIdCache.cacheattributes.MemoryCacheName=org.apache.stratum.jcs.engine.memory.lru.LRUMemoryCache
這可能是JCS自己的組管理體系上的緩沖區(qū)。
Client/Server式的緩沖(Remote)
這種構架需要單獨配置客戶端和服務端，如果要研究，可以查看 http://jakarta.apache.org/turbine/jcs/RemoteAuxCache.html