故事背景
随着硬件价格的走低，大家对硬件的依赖越来越高。甚至听说，代码不重要，不行就加机器呗。比如缓存的使用，通常有基于虚拟机内存、基于磁盘存储、基于中间件（Redis内存）等方式，我们都知道，最适合的才是最好的，但实践中，往往是动不动就直接上Redis。
那么，Redis一定是最好的选择吗？单不说对内存的要求，从效率和性能上来说，也未必是最优的。所以，不同的场景使用不同的缓存策略才是高手应该追求的。
这篇文章就带大家认识除Redis之外的另一种缓存框架：EhCache。之所以要写写，也是因为项目中运用了此框架，同时又遇到点问题，于是决定深入研究一下。研究之后，发现还真有点意思~
EhCache简介
EhCache是一个纯Java的进程内缓存框架，具有快速、精干的特点。注意的这里的关键字进程，基于进程的缓存直觉告诉我们效率肯定要高一些，因为它直接在进程之内进行操作，但不同应用之间缓存的共享可能就会有问题。
EhCache是Hibernate中默认的CacheProvider，Spring Boot也对其进行了支持，Spring中提供的缓存抽象也支持对EhCache缓存框架的绑定，而且支持基于注解的方式来使用。因此，EhCache是一款被广泛使用的基于Java的高速缓存框架，使用起来也非常方便。
EhCache提供了多种缓存策略，主要分为内存和磁盘两级，是一款面向通用缓存、Java EE和轻量级容器的缓存框架。
EhCache的特点
简单说一下该框架的特点：
简单、快速，拥有多种缓存策略；
缓存数据有两级：内存和磁盘，无需担心容量问题；
缓存数据会在虚拟机重启的过程中写入磁盘；
可以通过RMI、可插入API等方式进行分布式缓存；
具有缓存和缓存管理器的侦听接口；
支持多缓存管理器实例，以及一个实例的多个缓存区域，并提供Hibernate的缓存实现；
EhCache可以单独使用，但通常会与Mybatis、Shiro等三方类库结合使用。本人项目中使用EhCache就是结合Shiro来使用的。
除了优点，EhCache也还有一些缺点。比如，非常占用磁盘空间，这是因为DiskCache的算法简单，只是对元素直接追加存储。这样虽然可以提高效率，但在使用频繁的系统中，磁盘很快会满。
另外就是不能保证数据安全，当然突然kill掉Java进程时，可能会产生冲突。EhCache解决冲突的方法是重建Cache，这对Cache数据需要保持时可能会产生影响。Cache只是简单的加速，不能保证数据的安全。
EhCache与Redis
EhCache直接在JVM中进行缓存，速度快，效率高。与Redis相比，操作简单、易用、高效，虽然EhCache也提供有缓存共享的方案，但对分布式集群的支持不太好，缓存共享实现麻烦。
Redis是通过Socket访问到缓存服务，效率比EhCache低，比数据库要快很多，处理集群和分布式缓存方便，有成熟的方案。
所以，如果是单体应用，或对缓存访问要求很高，可考虑采用EhCache；如果是大型系统，存在缓存共享、分布式部署、缓存内容很大时，则建议采用Redis。
EhCache架构图
看一下EhCache的架构图，大概了解一下它由几部分组成。
Cache Replication部分提供了缓存复制的机制，用于分布式环境。EhCache最初是独立的本地缓存框架组件，在后期的发展中，结合Terracotta服务阵列模型，可以支持分布式缓存集群，主要有RMI、JGroups、JMS和Cache Server等传播方式进行节点间通信。
In-process APIs则提供了基于JSR、JMX等标准的支持，能够较好的兼容和移植，同时对各类对象有较完善的监控管理机制。
Network APIs则对外提供了基于RESTful API、JMS API、Cache Server等方式的支持。
在使用过程中，需要关注的核心部分便是中间的Core部分了。它包含了核心的API和概念：
CacheManager：缓存管理器，可以通过单例或者多例的方式创建，也是Ehcache的入口类。
Cache：每个CacheManager可以管理多个Cache，每个Cache可以采用hash的方式管理多个Element。所有cache都实现了Ehcache接口；
Element：单条缓存数据的组成单位，用于存放真正缓存内容的。
三者的管理可以用下图表示：
缓存过期策略
在架构图中还可以看到Memory Store LRU、Memory Store LFU、Memory Store FIFO等内存存储算法。也就是当缓存占用空间接近临界值时，会采用上面的淘汰策略来清理掉一部分数据。
EhCache提供了三种淘汰算法：
FIFO：First In First Out，先进先出。判断被存储的时间，离目前最远的数据优先被淘汰。
LRU：Least Recently Used，最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。
LFU：Least Frequently Used，最不经常使用。在一段时间内，数据被使用次数最少的，优先被淘汰。
Ehcache采用的是懒淘汰机制，每次往缓存放入数据时，都会存一个时间，在读取时要和设置的时间做TTL比较来判断是否过期。
EhCache实战解析
了解了上面的基础知识之后，来实验一下EhCache如何使用。其中EhCache2.x和EhCache3.x的使用差距较大。
这里采用比较新的3.9.6版本，不同的版本在API的使用上会有所差异。
基于API使用EhCache
EhCache提供了基于API和xml两种形式创建CacheManger和Cache。先来看基于API的形式：
在pom文件中引入EhCache依赖：
<dependency> <groupId>org.ehcache</groupId> <artifactId>ehcache</artifactId> <version>3.9.6</version> </dependency>
创建并使用的代码如下：
public class EhCacheTest { @Test public void test() { // 1、先创建一个CacheManagerBuilder； // 2、使用CacheManagerBuilder创建一个预配置（pre-configured)缓存：第一个参数为别名，第二个参数用来配置Cache； // 3、build方法构建并初始化；build中true参数表示进行初始化。 CacheManager cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder() .withCache("preConfigured", CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(Long.class, String.class, ResourcePoolsBuilder.heap(100)).build()) .build(true); // 取回在设定的pre-configured，对于key和value值类型，要求是类型安全的，否则将抛出ClassCastException异常。 Cache<Long, String> preConfigured = cacheManager.getCache("preConfigured", Long.class, String.class); System.out.println("从缓存中获取key为preConfigured：" + preConfigured); // 根据需求，通过CacheManager创建出新的Cache。实例化和完整实例化的Cache将通过CacheManager.getCache API返回。 Cache<Long, String> myCache = cacheManager.createCache("myCache", CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(Long.class, String.class, ResourcePoolsBuilder.heap(100)).build()); // 使用put方法存储数据 myCache.put(1L, "da one!"); // 使用get方法获取数据 String value = myCache.get(1L); System.out.println("从缓存中获取key为1L：" + value); // close方法将释放CacheManager所管理的缓存资源 cacheManager.close(); } }
上述代码基于API的形式演示了如何创建CacheManager及Cache，并对Cache进行设置和获取。
基于XML使用EhCache
依赖Jar包不变，在src/main/resources/目录下创建配置文件 ehcache.xml。
<config xmlns:xsi='http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance' xmlns='http://www.ehcache.org/v3' xsi:schemaLocation="http://www.ehcache.org/v3 http://www.ehcache.org/schema/ehcache-core.xsd"> <cache alias="foo"> <key-type>java.lang.String</key-type> <value-type>java.lang.String</value-type> <resources> <heap unit="entries">20</heap> <offheap unit="MB">10</offheap> </resources> </cache> <cache-template name="myDefaults"> <key-type>java.lang.Long</key-type> <value-type>java.lang.String</value-type> <heap unit="entries">200</heap> </cache-template> <cache alias="bar" uses-template="myDefaults"> <key-type>java.lang.Number</key-type> </cache> <cache alias="simpleCache" uses-template="myDefaults" /> </config>
3.x版本与2.x版本有所区别，在xml配置文件上非常明显。2.x中以ehcache元素为根节点，而3.x则以config为根节点。
在上述xml中包含三部分：
普通缓存cache-foo：别名为foo的缓存，缓存的Key-Value值类型均为String。如果没有指定，默认就是Object类型。
缓存模板cache-template：实现一个配置抽象，以便在未来可以进行扩展；
基于缓存模板的cache-bar：使用了cache-template模板myDefaults，并且覆盖了key-type类型，myDefaults的key-type是Long类型，覆盖后成了Number类型；
cache中其他属性及元素：
name为名称；
alias为别名；
key-type为key的类型；
value-type为value的类型；
heap指定堆中可创建的实体格式，其中unit=“entries”，表示后面的20是实体；
offheap表示在开始淘汰过期缓存项之前，可以分配多达10M的堆内存；
uses-template表示使用模板的名称；
当然，也可以通过persistence元素来配置缓存的目录等。其他属性的使用，大家可以慢慢探索。
基于Spring Boot使用EhCache
前面已经提到，Spring对缓存进行了支持，Spring Boot也对缓存进行了自动配置的支持。下面就基于Spring Boot来完成EhCache的集成以及使用案例演示。
在Spring Boot中引入对应的starter：
<!-- ehcache依赖--> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.ehcache</groupId> <artifactId>ehcache</artifactId> <version>3.9.6</version> </dependency>
在application.properties中配置添加如下配置：
spring.cache.ehcache.config=ehcache.xml • 1
在Spring Boot启动类上添加@EnableCaching注解：
@EnableCaching @SpringBootApplication @MapperScan("com.secbro.mapper") public class SpringBootMainApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(SpringBootMainApplication.class, args); } }
创建一个用户缓存的实体类Person：
@Data public class Person { public Person(int id,String name){ this.id = id; this.name = name; } private int id; private String name; }
对应的Service方法实现：
public interface PersonService { Person getById(int id); } @Slf4j @Service("personService") public class PersonServiceImpl implements PersonService { @Cacheable(value = "personCache", key = "#id") @Override public Person getById(int id) { log.info("查询id={}的用户", id); if (id == 1) { return new Person(1, "Tom"); } else if (id == 2) { return new Person(2, "Jim"); } return new Person(3, "Other"); } }
通过Spring提供@Cacheable注解指定了缓存的名称为personCache，key为id。在方法内打印日志，如果调用到方法内，则会打印。
编写单元测试类：
@Slf4j @SpringBootTest @TestMethodOrder(MethodOrderer.OrderAnnotation.class) class PersonServiceTest { @Resource private PersonService personService; @org.junit.jupiter.api.Order(1) @Test void testCache() throws InterruptedException { log.info("第1次查询id=1的数据"); personService.getById(1); log.info("第2次查询id=1的数据"); personService.getById(1); Thread.sleep(3000); } }
两次调用对应的方法，打印日志如下：
c.s.s.PersonServiceTest : 第1次查询id=1的数据
c.s.s.i.PersonServiceImpl : 查询id=1的用户
c.s.s.PersonServiceTest : 第2次查询id=1的数据
1
2
3
可以看到，第一进入方法内进行查询，第二次便走了缓存。
关于Spring提供的cache注解的使用还有很多使用方法和场景，这里就不再展开了。
小结
因为工作恰好用到该技术，就钻研并写成文章带大家领略了EhCache的基本知识、技术架构、使用场景、API使用以及基于Spring Boot的集成。整体而言，算是入门级别的，大家可以在此基础上进一步学习扩展。至于EhCache对分布式的支持部分，本文并未涉及，主要原因是使用起来并没那么好用，如果感兴趣的话可自行研究。
