Ehcache

Ehcache 简介

Ehcache 是一个开源的 Java 分布式缓存框架，由 Terracotta 公司开发并维护。作为 Java 生态系统中使用最广泛的缓存解决方案之一，Ehcache 提供了高性能、轻量级的缓存功能，支持从简单的内存缓存到复杂的分布式缓存架构。它被广泛应用于提升应用程序性能、减轻数据库负载和优化系统响应时间。

核心特性

1. 多级缓存架构
   • 支持堆内存（Heap）、堆外内存（Off-Heap）和磁盘（Disk）三级存储
   • 自动数据逐出和过期策略
   • 灵活的缓存淘汰算法（LRU、LFU、FIFO）
2. 分布式缓存
   • 支持 Terracotta 服务器阵列实现分布式缓存
   • 提供集群内缓存一致性保证
   • 自动故障转移和恢复机制
3. Spring 集成
   • 无缝集成 Spring 和 Spring Boot 框架
   • 支持注解驱动的缓存配置（@Cacheable）
   • 与 Hibernate 二级缓存兼容
4. 监控与管理
   • 提供 JMX 监控接口
   • 详细的缓存统计信息
   • 可视化缓存管理控制台
5. 高性能设计
   • 低延迟数据访问
   • 高吞吐量处理能力
   • 最小化序列化开销

典型应用场景

1. Web 应用缓存
   • 页面片段缓存
   • 会话数据存储
   • API 响应缓存
2. 数据库访问优化
   • 减轻数据库查询压力
   • Hibernate 二级缓存
   • 查询结果缓存
3. 计算密集型应用
   • 中间计算结果缓存
   • 算法参数缓存
   • 机器学习模型缓存
4. 微服务架构
   • 服务间数据共享
   • 分布式会话管理
   • 配置信息缓存

架构组件

1. CacheManager
   • 缓存实例的中央管理器
   • 支持多缓存实例配置
2. Cache
   • 核心缓存接口
   • 键值对存储实现
3. CacheLoader
   • 缓存未命中时的数据加载器
   • 支持自动填充缓存
4. CacheWriter
   • 缓存更新时的写回机制
   • 支持直写（Write-through）模式

使用示例

// 创建缓存管理器
CacheManager cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder().build();
cacheManager.init();

// 创建缓存配置
CacheConfigurationBuilder<String, String> config = CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(
    String.class, 
    String.class,
    ResourcePoolsBuilder.heap(100) // 堆内存100条记录
);

// 创建缓存实例
Cache<String, String> myCache = cacheManager.createCache("myCache", config);

// 缓存操作
myCache.put("key1", "value1");
String value = myCache.get("key1");

性能优化建议

1. 容量规划
   • 根据数据特性设置合理的堆内存大小
   • 考虑使用堆外内存存储大对象
2. 过期策略
   • 设置合理的 TTL（Time To Live）
   • 使用基于访问时间的过期策略
3. 序列化优化
   • 选择高效的序列化方案
   • 考虑使用 Protobuf 或 Kryo
4. 监控调优
   • 定期检查缓存命中率
   • 调整缓存大小和淘汰策略

版本支持

1. Java 版本
   • 支持 Java 8 及以上版本
   • 兼容 Java 11 模块系统
2. 框架集成
   • Spring 4.3+
   • Spring Boot 2.0+
   • Hibernate 5.2+