EhCache 緩存系統簡介
EhCache 是一個純Java的進程內緩存框架,具有快速、精干等特點,是Hibernate中默認的CacheProvider。
下圖是 EhCache 在應用程序中的位置:
EhCache 的主要特性有:
1. 快速.
2. 簡單.
3. 多種緩存策略
4. 緩存數據有兩級:內存和磁盤,因此無需擔心容量問題
5. 緩存數據會在虛擬機重啟的過程中寫入磁盤
6. 可以通過RMI、可插入API等方式進行分布式緩存
7. 具有緩存和緩存管理器的偵聽接口
8. 支持多緩存管理器實例,以及一個實例的多個緩存區域
9. 提供 Hibernate 的緩存實現
10. 等等
2. 簡單.
3. 多種緩存策略
4. 緩存數據有兩級:內存和磁盤,因此無需擔心容量問題
5. 緩存數據會在虛擬機重啟的過程中寫入磁盤
6. 可以通過RMI、可插入API等方式進行分布式緩存
7. 具有緩存和緩存管理器的偵聽接口
8. 支持多緩存管理器實例,以及一個實例的多個緩存區域
9. 提供 Hibernate 的緩存實現
10. 等等
由于 EhCache 是進程中的緩存系統,一旦將應用部署在集群環境中,每一個節點維護各自的緩存數據,當某個節點對緩存數據進行更新,這些更新的數據無法在其他節點中共享,這不僅會降低節點運行的效率,而且會導致數據不同步的情況發生。例如某個網站采用A、B兩個節點作為集群部署,當A節點的緩存更新后,而 B 節點緩存尚未更新就可能出現用戶在瀏覽頁面的時候,一會是更新后的數據,一會是尚未更新的數據,盡管我們也可以通過 Session Sticky 技術來將用戶鎖定在某個節點上,但對于一些交互性比較強或者是非Web方式的系統來說,Session Sticky 顯然不太適合。所以就需要用到 EhCache 的集群解決方案。
EhCache 從 1.7 版本開始,支持五種集群方案,分別是:
1. Terracotta
2. RMI
3. JMS
4. JGroups
5. EhCache Server
本文主要介紹其中的三種最為常用集群方式,分別是 RMI、JGroups 以及 EhCache Server 。
RMI 集群模式
RMI 是 Java 的一種遠程方法調用技術,是一種點對點的基于 Java 對象的通訊方式。EhCache 從 1.2 版本開始就支持 RMI 方式的緩存集群。在集群環境中 EhCache 所有緩存對象的鍵和值都必須是可序列化的,也就是必須實現 java.io.Serializable 接口,這點在其他集群方式下也是需要遵守的。
下圖是 RMI 集群模式的結構圖:
采用 RMI 集群模式時,集群中的每個節點都是對等關系,并不存在主節點或者從節點的概念,因此節點間必須有一個機制能夠互相認識對方,必須知道其他節點的信息,包括主機地址、端口號等。EhCache 提供兩種節點的發現方式:手工配置和自動發現。手工配置方式要求在每個節點中配置其他所有節點的連接信息,一旦集群中的節點發生變化時,需要對緩存進行重新配置。
由于 RMI 是 Java 中內置支持的技術,因此使用 RMI 集群模式時,無需引入其他的 jar 包,EhCache 本身就帶有 支持 RMI 集群的功能。使用 RMI 集群模式需要在 ehcache.xml 配置文件中定義 cacheManagerPeerProviderFactory 節點。假設集群中有兩個節點,分別對應的 RMI 綁定信息是:
節點1 |
192.168.0.11 |
4567 |
/oschina_cache |
節點2 |
192.168.0.12 |
4567 |
/oschina_cache |
節點3 |
192.168.0.13 |
4567 |
/oschina_cache |
那么對應的手工配置信息如下:
節點1配置:








其他節點配置類似,只需把 rmiUrls 中的兩個IP地址換成另外兩個節點對應的 IP 地址即可。
接下來在需要進行緩存數據復制的區域(Region)上配置如下即可:











具體每個參數代表的意義請參考 EhCache 的手冊,此處不再詳細說明。
EhCache 的 RMI 集群模式還有另外一種節點發現方式,就是通過多播( multi_cast )來維護集群中的所有有效節點。這也是最為簡單而且靈活的方式,與手工模式不同的是,每個節點上的配置信息都相同,大大方便了節點的部署,避免人為的錯漏出現。
在上述三個節點的例子中,配置如下:





其中需要指定節點發現模式 peerDiscovery 值為 automatic 自動;同時組播地址可以指定 D 類 IP 地址空間,范圍從 224.0.1.0 到 238.255.255.255 中的任何一個地址。
JGroups 集群模式
EhCache 從 1.5. 版本開始增加了 JGroups 的分布式集群模式。與 RMI 方式相比較, JGroups 提供了一個非常靈活的協議棧、可靠的單播和多播消息傳輸,主要的缺點是配置復雜以及一些協議棧對第三方包的依賴。
JGroups 也提供了基于 TCP 的單播 ( Uni_cast ) 和基于 UDP 的多播 ( Multi_cast ) ,對應 RMI 的手工配置和自動發現。使用單播方式需要指定其他節點的主機地址和端口,下面是一個兩個節點,使用了單播方式的配置,TCP方式必須用文件的方式才行:



jgroups_tcp.xml

































































使用多播方式配置如下:






































































從上面的配置來看,JGroups 的配置要比 RMI 復雜得多,但也提供更多的微調參數,有助于提升緩存數據復制的性能。詳細的 JGroups 配置參數的具體意義可參考 JGroups 的配置手冊。
JGroups 方式對應緩存節點的配置信息如下:











使用組播方式的注意事項
使用 JGroups 需要引入 JGroups 的 jar 包以及 EhCache 對 JGroups 的封裝包 ehcache-jgroupsreplication-xxx.jar 。
在一些啟用了 IPv6 的電腦中,經常啟動的時候報如下錯誤信息:
java.lang.RuntimeException: the type of the stack (IPv6) and the user supplied addresses (IPv4) don't match: /231.12.21.132.
解決的辦法是增加 JVM 參數:-Djava.net.preferIPv4Stack=true 。如果是 Tomcat 服務器,可在 catalina.bat 或者 catalina.sh 中增加如下環境變量即可:
SET CATALINA_OPTS=-Djava.net.preferIPv4Stack=true
經過實際測試發現,集群方式下的緩存數據都可以在1秒鐘之內完成到其他節點的復制。
EhCache Server
與前面介紹的兩種集群方案不同的是, EhCache Server 是一個獨立的緩存服務器,其內部使用 EhCache 做為緩存系統,可利用前面提到的兩種方式進行內部集群。對外提供編程語言無關的基于 HTTP 的 RESTful 或者是 SOAP 的數據緩存操作接口。
項目是 EhCache Server 提供的對緩存數據進行操作的方法:
OPTIONS /{cache}}
獲取某個緩存的可用操作的信息
HEAD /{cache}/{element}
獲取緩存中某個元素的 HTTP 頭信息,例如:










GET /{cache}/{element}
讀取緩存中某個數據的值
PUT /{cache}/{element}
寫緩存
由于這些操作都是基于 HTTP 協議的,因此你可以在任何一種編程語言中使用它,例如 Perl、PHP 和 Ruby 等等。
下圖是 EhCache Server 在應用中的架構:
EhCache Server 同時也提供強大的安全機制、監控功能。在數據存儲方面,最大的Ehcache單實例在內存中可以緩存20GB。最大的磁盤可以緩存100GB。通過將節點整合在一起,這樣緩存數據就可以跨越節點,以此獲得更大的容量。將緩存20GB的50個節點整合在一起就是1TB了。
總結
以上我們介紹了三種 EhCache 的集群方案,除了第三種跨編程語言的方案外,EhCache 的集群對應用程序的代碼編寫都是透明的,程序人員無需考慮緩存數據是如何復制到其他節點上。既保持了代碼的輕量級,同時又支持龐大的數據集群。EhCache 可謂是深入人心。
2009 年年中,Terracotta 宣布收購 EhCache 產品。Terracotta 公司的產品 Terracotta 是一個JVM級的開源群集框架,提供 HTTP Session 復制,分布式緩存,POJO 群集,跨越群集的JVM來實現分布式應用程序協調。最近 EhCache 主要改進都集中在跟 Terracotta 框架的集成上,這是一個真正意義上的企業級緩存解決方案。
posted on 2012-01-24 20:32 paulwong 閱讀(1440) 評論(0) 編輯 收藏 所屬分類: 緩存