Ehcache是基于Java实现的一套简单、高效且线程安全的缓存管理类库，提供了内存存储、磁盘文件存储、分布式存储等多种存储实现方案。具有快速、轻量级、可伸缩、操作简单灵活等特点，同时还支持数据持久化操作。下面我们就来详细介绍Ehcache相关内容。
Ehcache工作原理
Ehcache是基于java实现的高效缓存框架，内部采用了多线程操作实现，并且采用了LinkedHashMap作为存储单元，支持将数据持久化到物理磁盘上的操作。
特点
- 快速：Ehcache内部采用了多线程的机制实现，数据存取能力高。
- 轻量：Ehcache 体积小，可以实现快速方便的系统继承。
- 可伸缩：Ehcache缓存在内存和硬盘的存储可以伸缩到数几十GB，可以实现对应的大数据场景。
- 操作灵活：Ehcache提供了丰富的API接口，可以实现基于主键、条件等对数据进行读取，同时在Ehcache运行的时候还提供了动态修改配置的操作。极大的提升了系统的灵活性。
- 支持多种淘汰算法：Ehcache支持最近最少使用、最少被使用和先进先出等策略。
- 支持磁盘持久化：Ehcache支持将内存数据持久化到磁盘中的操作，在机器重启之后可以从磁盘上重新加载缓存数据。
Ehcache架构
Ehcache在架构上如图所示，由Cache Replication 、In-Process API和Core组成。其中Cache Replication存储的是缓存的副本；In-Process API是对操作缓存数据的封装，包括了Hibernate API、JMX API、Servlet Cacheing Filter API等等的操作；而Core作为Ehcache的核心部分，主要包括了用于缓存管理的CacheManager、用于缓存存储的Store和用于操作缓存的Cache API等等。NetWork API提供了各种的RestFul接口、SOAP API接口以及web接口等。
Ehcache的存储方式
Ehcache的主要存储数据的方式包括堆存储、堆外存储和磁盘存储三种。
- 堆存储：是将缓存数据存储在Java的堆内存中，其特点就是快，但是我们知道Java堆内存的大小是有限的，所以缺点也是显而易见的。
- 堆外存储：堆外存储是基于NIO的DirectByteBuffers来实现，将缓存数据放到堆外的内存上。其特点是要比磁盘存取的速度快，而且不会受到GC机制的影响，可以有效的保证了稳定性，但是由于分配的存储空间在堆外，所以在内存分配上要比堆内存的消耗要大，另外其存储数据必须要以字节数组的方式进行存储，所以在操作的时候必须要对数据进行序列化操作，而读取数据的时候就必须采用反序列化的方式进行操作，所以在速度上要比在堆内存中存取要慢。
- 磁盘存储：一般的采用磁盘存储的数据都是经过了持久化操作之后的数据，这样在服务宕机重启之后就可以从磁盘上进行数据的恢复。
Ehcache的应用
在Spring Boot中使用Ehcache的组件相对比较简单，下面我们就来看看在SpringBoot中如何使用Ehcache来实现Shiro权限认证存储
第一步、引入相关的POM依赖
org.apache.shiro
shiro-ehcache
${shiro.version}
第二步、配置XML的配置文件
在resource目录下创建一个ehcache-shiro.xml的配置文件。
第三步、在配置文件中加入缓存管理器
/**
* 缓存管理器 使用Ehcache实现
*/
@Bean
public EhCacheManager getEhCacheManager()
{
net.sf.ehcache.CacheManager cacheManager = net.sf.ehcache.CacheManager.getCacheManager("test");
EhCacheManager em = new EhCacheManager();
if (StringUtils.isNull(cacheManager))
{
em.setCacheManager(new net.sf.ehcache.CacheManager(getCacheManagerConfigFileInputStream()));
return em;
}
else
{
em.setCacheManager(cacheManager);
return em;
}
}第四步、编写缓存操作工具类用来操作缓存
public class CacheUtils
{
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CacheUtils.class);
private static CacheManager cacheManager = SpringUtils.getBean(CacheManager.class);
private static final String SYS_CACHE = "sys-cache";
/**
* 获取SYS_CACHE缓存
*
* @param key
* @return
*/
public static Object get(String key)
{
return get(SYS_CACHE, key);
}
/**
* 获取SYS_CACHE缓存
*
* @param key
* @param defaultValue
* @return
*/
public static Object get(String key, Object defaultValue)
{
Object value = get(key);
return value != null ? value : defaultValue;
}
/**
* 写入SYS_CACHE缓存
*
* @param key
* @return
*/
public static void put(String key, Object value)
{
put(SYS_CACHE, key, value);
}
/**
* 从SYS_CACHE缓存中移除
*
* @param key
* @return
*/
public static void remove(String key)
{
remove(SYS_CACHE, key);
}
/**
* 获取缓存
*
* @param cacheName
* @param key
* @return
*/
public static Object get(String cacheName, String key)
{
return getCache(cacheName).get(getKey(key));
}
/**
* 获取缓存
*
* @param cacheName
* @param key
* @param defaultValue
* @return
*/
public static Object get(String cacheName, String key, Object defaultValue)
{
Object value = get(cacheName, getKey(key));
return value != null ? value : defaultValue;
}
/**
* 写入缓存
*
* @param cacheName
* @param key
* @param value
*/
public static void put(String cacheName, String key, Object value)
{
getCache(cacheName).put(getKey(key), value);
}
/**
* 从缓存中移除
*
* @param cacheName
* @param key
*/
public static void remove(String cacheName, String key)
{
getCache(cacheName).remove(getKey(key));
}
/**
* 从缓存中移除所有
*
* @param cacheName
*/
public static void removeAll(String cacheName)
{
Cache cache = getCache(cacheName);
Set keys = cache.keys();
for (Iterator it = keys.iterator(); it.hasNext();)
{
cache.remove(it.next());
}
logger.info("清理缓存： {} => {}", cacheName, keys);
}
/**
* 从缓存中移除指定key
*
* @param keys
*/
public static void removeByKeys(Set keys)
{
removeByKeys(SYS_CACHE, keys);
}
/**
* 从缓存中移除指定key
*
* @param cacheName
* @param keys
*/
public static void removeByKeys(String cacheName, Set keys)
{
for (Iterator it = keys.iterator(); it.hasNext();)
{
remove(it.next());
}
logger.info("清理缓存： {} => {}", cacheName, keys);
}
/**
* 获取缓存键名
*
* @param key
* @return
*/
private static String getKey(String key)
{
return key;
}
/**
* 获得一个Cache，没有则显示日志。
*
* @param cacheName
* @return
*/
public static Cache getCache(String cacheName)
{
Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
if (cache == null)
{
throw new RuntimeException("当前系统中没有定义“" + cacheName + "”这个缓存。");
}
return cache;
}
/**
* 获取所有缓存
*
* @return 缓存组
*/
public static String[] getCacheNames()
{
return ((EhCacheManager) cacheManager).getCacheManager().getCacheNames();
}
}
总结
到这里，我们整个的Ehcache缓存操作相关的内容就介绍完了，在实际工作中，在一些较为简单的场景中我们可以使用Ehcache来完成缓存操作，但是在一些比较复杂场景，或者是说在一些数据缓存量大的场景中，我们需要根据具体的业务需求来使用对应的缓存机制。