第三集：分布式Ehcache缓存改造

前言

好久没有写博客了，大有半途而废的趋势。忙不是借口，这个好习惯还是要继续坚持。前面我承诺的第一期的DIY分布式，是时候上终篇了---DIY分布式缓存。

探索之路

在前面的文章中，我给大家大致说过项目背景：项目中的缓存使用的是Ehcache。因为前面使用Ehcache的应用就一台，所以这种单机的Ehcache并不会有什么问题。现在分布式部署之后，如果各个应用之间的缓存不能共享，那么其实各自就是一个孤岛。可能在一个业务跑下来，请求了不同的应用，结果在缓存中取出来的值不一样，

造成数据不一致。所以需要重新设计缓存的实现。

因为尽量不要引入新的中间件，所以改造仍然是围绕Ehcache来进行的。搜集了各种资料之后，发现Ehcache实现分布式缓存基本有以下两种思路：

客户端实现分布式算法: 在使用Ehcache的客户端自己实现分布式算法。

算法的基本思路就是取模：即假设有三台应用（编号假设分别为0,1,2），对于一个要缓存的对象，首先计算其key的hash值，然后将hash值模3，得到的余数是几，就将数据缓存到哪台机器。

同步冗余数据: Ehcache是支持集群配置的，集群的各个节点之间支持按照一定的协议进行数据同步。这样每台应用其实缓存了一整份数据，不同节点之间的数据是一致的。

虽然冗余的办法显得有点浪费资源，但是我最终还是选择了冗余。具体原因有以下几点：

分布式算法的复杂性: 前面所讲的分布式算法只是最基本的实现。事实上实现要比这个复杂的多。需要考虑增加或者删除节点的情况，需要使用更加复杂的一致性hash算法

可能导致整个应用不可用：当删除节点之后，如果算法不能够感知进行自动调整，仍然去请求那个已经被删除的节点，可能导致整个系统不可用。

Demo

最终我的实现采用RMI的方式进行同步

配置ehcache

spring-ehcache-cache.xml

spring-cache.xml

实现自定义转发和监听

细心的读者应该不难发现，前面xml配置中cacheManagerPeerProviderFactory和cacheManagerPeerListenerFactory我使用的都是自定义的类。之所以使用自定义的类，是为了在初始化的时候发布的地址和端口，监听的地址端口可以在配置文件配置。具体类的实现如下:

/** * 分布式EhCache监听工厂 * @author secondWorld * */public class DisRMICacheManagerPeerListenerFactory extends RMICacheManagerPeerListenerFactory {    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DisRMICacheManagerPeerListenerFactory.class);        /**     * 配置文件中配置的监听地址，可以不配置，默认为本机地址     */    private static final String LISTEN_HOST = "distribute.ehcache.listenIP";        /**     * 配置文件中配置的监听端口     */    private static final String LISTEN_PORT = "distribute.ehache.listenPort";        @Override    protected CacheManagerPeerListener doCreateCachePeerListener(String hostName, Integer port,            Integer remoteObjectPort, CacheManager cacheManager, Integer socketTimeoutMillis) {        // xml中hostName为空，则读取配置文件(app-config.properties)中的值        if (StringUtils.isEmpty(hostName)) {            String propHost = AppConfigPropertyUtils.get(LISTEN_HOST);            if (StringUtils.isNotEmpty(propHost)) {                hostName = propHost;            }        }                // 端口采用默认端口0，则去读取配置文件（app-config.properties）中的值        if (port != null && port == 0) {            Integer propPort = null;            try {                propPort = Integer.parseInt(AppConfigPropertyUtils.get(LISTEN_PORT));            } catch (NumberFormatException e) {            }            if (propPort != null) {                port = propPort;            }        }                LOGGER.info(                "Initiliazing DisRMICacheManagerPeerListenerFactory:cacheManager[{}], hostName[{}], port[{}], remoteObjectPort[{}], socketTimeoutMillis[{}]......",                cacheManager, hostName, port, remoteObjectPort, socketTimeoutMillis);                return super.doCreateCachePeerListener(hostName, port, remoteObjectPort, cacheManager, socketTimeoutMillis);    }}/** * 分布式EhCache发布工厂 *  * @author secondWorld * */public class DisRMICacheManagerPeerProviderFactory extends RMICacheManagerPeerProviderFactory {    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DisRMICacheManagerPeerProviderFactory.class);    private static final String CACHENAME_DELIMITER = "|";    private static final String PROVIDER_ADDRESSES = "distribute.ehcache.providerAddresses";    private static final String CACHE_NAMES = "cacheNames";    /**     * rmi地址格式： //127.0.0.1:4447/Cache1|//127.0.0.1:4447/Cache2     */    @Override    protected CacheManagerPeerProvider createManuallyConfiguredCachePeerProvider(Properties properties) {        // 从app-config.properties中读取发布地址列表        String providerAddresses = AppConfigPropertyUtils.get(PROVIDER_ADDRESSES, StringUtils.EMPTY);        // 从ehcache配置文件读取缓存名称        String cacheNames = PropertyUtil.extractAndLogProperty(CACHE_NAMES, properties);        // 参数校验，这里发布地址和缓存名称都不能为空        if (StringUtils.isEmpty(providerAddresses) || StringUtils.isEmpty(cacheNames)) {            throw new IllegalArgumentException("Elements \"providerAddresses\" and \"cacheNames\" are needed!");        }        // 解析地址列表        List
    
      cachesNameList = getCacheNameList(cacheNames);        List
     
       providerAddressList = getProviderAddressList(providerAddresses);                // 注册发布节点        RMICacheManagerPeerProvider rmiPeerProvider = new ManualRMICacheManagerPeerProvider();        StringBuilder sb = new StringBuilder();        for (String cacheName : cachesNameList) {            for (String providerAddress : providerAddressList) {                sb.setLength(0);                sb.append("//").append(providerAddress).append("/").append(cacheName);                rmiPeerProvider.registerPeer(sb.toString());                LOGGER.info("Registering peer provider [{}]", sb);            }        }        return rmiPeerProvider;    }    /**     * 得到发布地址列表     * @param providerAddresses 发布地址字符串     * @return 发布地址列表     */    private List
      
        getProviderAddressList(String providerAddresses) {        StringTokenizer stringTokenizer = new StringTokenizer(providerAddresses,                AppConfigPropertyUtils.APP_ITEM_DELIMITER);        List
       
         ProviderAddressList = new ArrayList
        
         (stringTokenizer.countTokens());        while (stringTokenizer.hasMoreTokens()) {            String providerAddress = stringTokenizer.nextToken();            providerAddress = providerAddress.trim();            ProviderAddressList.add(providerAddress);        }        return ProviderAddressList;    }    /**     * 得到缓存名称列表     * @param cacheNames 缓存名称字符串     * @return 缓存名称列表     */    private List
         
           getCacheNameList(String cacheNames) { StringTokenizer stringTokenizer = new StringTokenizer(cacheNames, CACHENAME_DELIMITER); List
          
            cacheNameList = new ArrayList
           
            (stringTokenizer.countTokens()); while (stringTokenizer.hasMoreTokens()) { String cacheName = stringTokenizer.nextToken(); cacheName = cacheName.trim(); cacheNameList.add(cacheName); } return cacheNameList; } @Override protected CacheManagerPeerProvider createAutomaticallyConfiguredCachePeerProvider(CacheManager cacheManager, Properties properties) throws IOException { throw new UnsupportedOperationException("Not supported automatic distribute cache!"); }}

配置

假设有三台机器，则他们分别得配置如下:

#应用1，在4447端口监听#缓存同步消息发送地址（如果同步到多台需要配置多台地址，多台地址用英文逗号分隔）distribute.ehcache.providerAddresses=127.0.0.1:4446,127.0.0.1:4448#缓存同步监听端口和IPdistribute.ehache.listenPort=4447distribute.ehcache.listenIP=localhost#应用2，在4448端口监听#缓存同步消息发送地址（如果同步到多台需要配置多台地址，多台地址用英文逗号分隔）distribute.ehcache.providerAddresses=127.0.0.1:4446,127.0.0.1:4447#缓存同步监听端口和IPdistribute.ehache.listenPort=4448distribute.ehcache.listenIP=localhost#应用3，在4446端口监听#缓存同步消息发送地址（如果同步到多台需要配置多台地址，多台地址用英文逗号分隔）distribute.ehcache.providerAddresses=127.0.0.1:4447,127.0.0.1:4448#缓存同步监听端口和IPdistribute.ehache.listenPort=4446distribute.ehcache.listenIP=localhost

使用

使用的时候直接通过Spring的缓存注解即可。简单的示例如下:

@CacheConfig("business1Cache")@Componentpublic class Business1 {    @Cacheable    public String getData(String key) {        // TODO:...    }}

说明

前面的实现是通过RMI的方式来实现缓存同步的，相对来说RMI的效率还是很快的。所以如果不需要实时的缓存一致性，允许少许延迟，那么这种方式的实现足够。

总结

到这篇完成，分布式改造的第一章算是告一段落了。对于分布式，如果可以选择，必然要选择现在成熟的框架。但是项目有很多时候，由于各种历史原因，必须要在原来的基础上改造。这个时候，希望我写的这个系列对大家有所帮助。造轮子有时候就是这么简单。

第三集：分布式Ehcache缓存改造

前言

探索之路

Demo

配置ehcache

实现自定义转发和监听

配置

使用

说明

总结

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