缓存框架Ehcache的介绍，且与Springboot的集成

一、前言

缓存技术在现代软件开发中扮演着越来越重要的角色，作为一个成熟的开源Java缓存库，Ehcache在提高应用性能、减少数据库负载、加速用户体验方面占有一席之地。本篇博客将全方位多角度地深入理解Ehcache，帮助大家把握其核心功能、实现原理及应用实例。
Ehcache是一个纯Java的进程内缓存框架，具有速度快、简单、可伸缩、可配置及提供多级缓存功能等优点，因此成为了许多开发者的首选缓存方案。

二、核心特性

Ehcache拥有以下核心特性：

• 简易性：易于配置和使用。
• 内存和磁盘存储：支持内存和磁盘两种缓存方式，甚至在JVM重启后可以恢复磁盘上的缓存。
• 缓存策略：提供多种缓存策略，如LRU（Least Recently Used），LFU（Least Frequently Used）等。
• 数据一致性：支持强一致性和最终一致性模型。
• 事务性缓存：支持JTA和XA事务标准，保证缓存操作的原子性。
• 集群缓存：通过Terracotta支持分布式缓存。

三、架构与工作原理

Ehcache的架构主要包含以下几部分：

• Cache Manager：管理多个缓存实例。
• Cache：存放缓存数据的容器，包括内存和磁盘两级。
• Element：缓存的基本单元，包含key和value。
• Cache Eviction Policy：缓存驱逐策略负责决定哪些元素应该被移除。

四、性能优化

• 数据分区：将缓存数据进行逻辑分区，提高访问速度。
• 并发策略：Ehcache设计了多种并发策略以支持高并发环境。
• 缓存加载器：可用于启动时预加载数据，减少首次命中时的延迟。

五、与Springboot集成

1. 首先开启缓存，添加@EnableCache注解

@EnableCaching
public class B2bFwk2CsB2bAdapterApplication {

2. 添加cacheManager和Factory

@Component
public class CacheConfiguration{

    @Bean
    public EhCacheCacheManager ehCacheCacheManager(EhCacheManagerFactoryBean bean) {
        return new EhCacheCacheManager(bean.getObject());
    }
 
    @Bean
    public EhCacheManagerFactoryBean ehCacheManagerFactoryBean() {
        EhCacheManagerFactoryBean cacheManagerFactoryBean = new EhCacheManagerFactoryBean();
        cacheManagerFactoryBean.setConfigLocation(new ClassPathResource("ehcache.xml"));
        cacheManagerFactoryBean.setShared(true);
        return cacheManagerFactoryBean;
    }
}

3. 在resource路径下添加配置文件ehcache.xml，配置文件可以配置每个缓存的一些信息如最大数量，过期时间等等，也可以配置一个模板给具有相同配置的缓存使用。这里只举例配置了一个缓存叫csb2b_adapter_guildline。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache>
    <cache name="csb2b_adapter_guildline" maxElementsInMemory="1000" eternal="true"
    	timeToIdleSeconds="0"  timeToLiveSeconds="0"/>
</ehcache>

4. 然后就可以在具体的方法上面应用这个缓存，通过@Cacheable value来设置所使用的缓存，key来设置缓存的键，当调用这个方法时，会将参数按照配置的那样进行拼接，然后到csb2b_adapter_guildline里面找这个key是否存在，如果存在则进行返回，从而提高查询效率。

@Cacheable(value = "csb2b_adapter_guildline", key = "#tpId+'_'+#msgType+'_'+#msgFormat+'_'+#direction", unless = "#result == null")
CSB2BAdapterGuideline selectGuideline(String tpId, String msgType, String msgFormat, String direction);

六、xml文件的相关配置

Ehcache 的CacheManager构造函数或工厂方法被调用时，会默认加载 classpath 下名为ehcache.xml的配置文件。如果加载失败，会加载 Ehcache jar 包中的ehcache-failsafe.xml文件，这个文件中含有简单的默认配置。 ehcache.xml 配置参数说明：

• name：缓存名称。
• maxElementsInMemory：缓存最大个数。
• eternal：缓存中对象是否为永久的，如果是，超时设置将被忽略，对象从不过期。
• timeToIdleSeconds：设置对象在失效前的允许闲置时间（单位：秒）。仅当 eternal=false 对象不是永久有效时使用，可选属性，默认值是 0，也就是可闲置时间无穷大。
• timeToLiveSeconds：缓存数据的生存时间（TTL），也就是一个元素从构建到消亡的最大时间间隔值，这只能在元素不是永久驻留时有效，如果该值是 0 就意味着元素可以停顿无穷长的时间。
• maxEntriesLocalDisk：当内存中对象数量达到 maxElementsInMemory 时，Ehcache 将会对象写到磁盘中。
• overflowToDisk：内存不足时，是否启用磁盘缓存。
• diskSpoolBufferSizeMB：这个参数设置 DiskStore（磁盘缓存）的缓存区大小。默认是 30MB。每个 Cache 都应该有自己的一个缓冲区。
• maxElementsOnDisk：硬盘最大缓存个数。
• diskPersistent：是否在 VM 重启时存储硬盘的缓存数据。默认值是 false。
• diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认是 120 秒。
• memoryStoreEvictionPolicy：当达到 maxElementsInMemory 限制时，Ehcache 将会根据指定的策略去清理内存。默认策略是 LRU（最近最少使用）。你可以设置为 FIFO（先进先出）或是 LFU（较少使用）。
• clearOnFlush：内存数量最大时是否清除。