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Spring AOP+EHCache简单缓存系统解决方案

element雨幕

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2011-04-29

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需要使用Spring来实现一个Cache简单的解决方案，具体需求如下：使用任意一个现有开源Cache Framework，要求可以Cache系统中Service或则DAO层的get/find等方法返回结果，如果数据更新（使用Create/update/delete方法），则刷新cache中相应的内容。 MethodCacheInterceptor.java

package com.co.cache.ehcache;    

   

import java.io.Serializable;   


   

import net.sf.ehcache.Cache;    

import net.sf.ehcache.Element;    

   

import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;    

import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;    

import org.apache.commons.logging.Log;    

import org.apache.commons.logging.LogFactory;    

import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;    

import org.springframework.util.Assert;    

   

public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor, InitializingBean    

{    

    private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheInterceptor.class);    

   

    private Cache cache;    

   

    public void setCache(Cache cache) {    

        this.cache = cache;    

    }    

   

    public MethodCacheInterceptor() {    

        super();    

    }    

   

    /**   

     * 拦截Service/DAO的方法，并查找该结果是否存在，如果存在就返回cache中的值，   

     * 否则，返回数据库查询结果，并将查询结果放入cache   

     */   

    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {    

        String targetName = invocation.getThis().getClass().getName();    

        String methodName = invocation.getMethod().getName();    

        Object[] arguments = invocation.getArguments();    

        Object result;    

        

        logger.debug("Find object from cache is " + cache.getName());    

            

        String cacheKey = getCacheKey(targetName, methodName, arguments);    

        Element element = cache.get(cacheKey);    

   

        if (element == null) {    

            logger.debug("Hold up method , Get method result and create cache........!");    

            result = invocation.proceed();    

            element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);    

            cache.put(element);    

        }    

        return element.getValue();    

    }    

   

    /**   

     * 获得cache key的方法，cache key是Cache中一个Element的唯一标识   

     * cache key包括 包名+类名+方法名，如com.co.cache.service.UserServiceImpl.getAllUser   

     */   

    private String getCacheKey(String targetName, String methodName, Object[] arguments) {    

        StringBuffer sb = new StringBuffer();    

        sb.append(targetName).append(".").append(methodName);    

        if ((arguments != null) && (arguments.length != 0)) {    

            for (int i = 0; i < arguments.length; i++) {    

                sb.append(".").append(arguments[i]);    

            }    

        }    

        return sb.toString();    

    }    

        

    /**   

     * implement InitializingBean，检查cache是否为空   

     */   

    public void afterPropertiesSet() throws Exception {    

        Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");    

    }    

   
}  
package com.co.cache.ehcache;

import java.io.Serializable;

import net.sf.ehcache.Cache;
import net.sf.ehcache.Element;

import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.util.Assert;

public class MethodCacheInterceptor implements MethodInterceptor, InitializingBean
{
	private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheInterceptor.class);

	private Cache cache;

	public void setCache(Cache cache) {
		this.cache = cache;
	}

	public MethodCacheInterceptor() {
		super();
	}

	/**
	 * 拦截Service/DAO的方法，并查找该结果是否存在，如果存在就返回cache中的值，
	 * 否则，返回数据库查询结果，并将查询结果放入cache
	 */
	public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
		String targetName = invocation.getThis().getClass().getName();
		String methodName = invocation.getMethod().getName();
		Object[] arguments = invocation.getArguments();
		Object result;
	
		logger.debug("Find object from cache is " + cache.getName());
		
		String cacheKey = getCacheKey(targetName, methodName, arguments);
		Element element = cache.get(cacheKey);

		if (element == null) {
			logger.debug("Hold up method , Get method result and create cache........!");
			result = invocation.proceed();
			element = new Element(cacheKey, (Serializable) result);
			cache.put(element);
		}
		return element.getValue();
	}

	/**
	 * 获得cache key的方法，cache key是Cache中一个Element的唯一标识
	 * cache key包括 包名+类名+方法名，如com.co.cache.service.UserServiceImpl.getAllUser
	 */
	private String getCacheKey(String targetName, String methodName, Object[] arguments) {
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append(targetName).append(".").append(methodName);
		if ((arguments != null) && (arguments.length != 0)) {
			for (int i = 0; i < arguments.length; i++) {
				sb.append(".").append(arguments[i]);
			}
		}
		return sb.toString();
	}
	
	/**
	 * implement InitializingBean，检查cache是否为空
	 */
	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
		Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");
	}

}

上面的代码中可以看到，在方法public Object invoke(MethodInvocation invocation) 中，完成了搜索Cache/新建cache的功能。

Element element = cache.get(cacheKey);  
Element element = cache.get(cacheKey);

这句代码的作用是获取cache中的element，如果cacheKey所对应的element不存在，将会返回一个null值

result = invocation.proceed();  
result = invocation.proceed();

这句代码的作用是获取所拦截方法的返回值，详细请查阅AOP相关文档。

随后，再建立一个拦截器MethodCacheAfterAdvice，作用是在用户进行create/update/delete操作时来刷新/remove相关cache内容，这个拦截器实现了AfterReturningAdvice接口，将会在所拦截的方法执行后执行在public void afterReturning(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, Object arg3)方法中所预定的操作
package com.co.cache.ehcache;    

   

import java.lang.reflect.Method;    

import java.util.List;    

   

import net.sf.ehcache.Cache;    

   

import org.apache.commons.logging.Log;    

import org.apache.commons.logging.LogFactory;    

import org.springframework.aop.AfterReturningAdvice;    

import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;    

import org.springframework.util.Assert;    

   

public class MethodCacheAfterAdvice implements AfterReturningAdvice, InitializingBean    

{    

    private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheAfterAdvice.class);    

   

    private Cache cache;    

   

    public void setCache(Cache cache) {    

        this.cache = cache;    

    }    

   

    public MethodCacheAfterAdvice() {    

        super();    

    }    

   

    public void afterReturning(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, Object arg3) throws Throwable {    

        String className = arg3.getClass().getName();    

        List list = cache.getKeys();    

        for(int i = 0;i<list.size();i++){    

            String cacheKey = String.valueOf(list.get(i));    

            if(cacheKey.startsWith(className)){    

                cache.remove(cacheKey);    

                logger.debug("remove cache " + cacheKey);    

            }    

        }    

    }    

   

    public void afterPropertiesSet() throws Exception {    

        Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");    

    }    

   
}  
package com.co.cache.ehcache;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;

import net.sf.ehcache.Cache;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.aop.AfterReturningAdvice;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.util.Assert;

public class MethodCacheAfterAdvice implements AfterReturningAdvice, InitializingBean
{
	private static final Log logger = LogFactory.getLog(MethodCacheAfterAdvice.class);

	private Cache cache;

	public void setCache(Cache cache) {
		this.cache = cache;
	}

	public MethodCacheAfterAdvice() {
		super();
	}

	public void afterReturning(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, Object arg3) throws Throwable {
		String className = arg3.getClass().getName();
		List list = cache.getKeys();
		for(int i = 0;i<list.size();i++){
			String cacheKey = String.valueOf(list.get(i));
			if(cacheKey.startsWith(className)){
				cache.remove(cacheKey);
				logger.debug("remove cache " + cacheKey);
			}
		}
	}

	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
		Assert.notNull(cache, "Need a cache. Please use setCache(Cache) create it.");
	}

}

上面的代码很简单，实现了afterReturning方法实现自AfterReturningAdvice接口，方法中所定义的内容将会在目标方法执行后执行，在该方法中

String className = arg3.getClass().getName();  
String className = arg3.getClass().getName();

的作用是获取目标class的全名，如：com.co.cache.test.TestServiceImpl，然后循环cache的key list，remove cache中所有和该class相关的element。

随后，开始配置ehCache的属性，ehCache需要一个xml文件来设置ehCache相关的一些属性，如最大缓存数量、cache刷新的时间等等.

ehcache.xml
<ehcache>    

    <diskStore path="c:\\myapp\\cache"/>    

    <defaultCache    

        maxElementsInMemory="1000"   

        eternal="false"   

        timeToIdleSeconds="120"   

        timeToLiveSeconds="120"   

        overflowToDisk="true"   

        />    

  <cache name="DEFAULT_CACHE"   

        maxElementsInMemory="10000"   

        eternal="false"   

        timeToIdleSeconds="300000"   

        timeToLiveSeconds="600000"   

        overflowToDisk="true"   

        />    
</ehcache>  
<ehcache>
	<diskStore path="c:\\myapp\\cache"/>
	<defaultCache
        maxElementsInMemory="1000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="true"
        />
  <cache name="DEFAULT_CACHE"
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="300000"
        timeToLiveSeconds="600000"
        overflowToDisk="true"
        />
</ehcache>

配置每一项的详细作用不再详细解释，有兴趣的请google下，这里需要注意一点defaultCache标签定义了一个默认的Cache，这个Cache是不能删除的，否则会抛出Nodefaultcacheisconfigured异常。另外，由于使用拦截器来刷新Cache内容，因此在定义cache生命周期时可以定义较大的数值，timeToIdleSeconds="300000"timeToLiveSeconds="600000"，好像还不够大？

然后，在将Cache和两个拦截器配置到Spring，这里没有使用2.0里面AOP的标签。

cacheContext.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>    

<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">    

<beans>    

    <!-- 引用ehCache的配置 -->    

    <bean id="defaultCacheManager" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">    

      <property name="configLocation">    

        <value>ehcache.xml</value>    

      </property>    

    </bean>    

        

    <!-- 定义ehCache的工厂，并设置所使用的Cache name -->    

    <bean id="ehCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">    

      <property name="cacheManager">    

        <ref local="defaultCacheManager"/>    

      </property>    

      <property name="cacheName">    

          <value>DEFAULT_CACHE</value>    

      </property>    

    </bean>    

   

    <!-- find/create cache拦截器 -->    

    <bean id="methodCacheInterceptor" class="com.co.cache.ehcache.MethodCacheInterceptor">    

      <property name="cache">    

        <ref local="ehCache" />    

      </property>    

    </bean>    

    <!-- flush cache拦截器 -->    

    <bean id="methodCacheAfterAdvice" class="com.co.cache.ehcache.MethodCacheAfterAdvice">    

      <property name="cache">    

        <ref local="ehCache" />    

      </property>    

    </bean>    

        

    <bean id="methodCachePointCut" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">    

      <property name="advice">    

        <ref local="methodCacheInterceptor"/>    

      </property>    

      <property name="patterns">    

        <list>    

            <value>.*find.*</value>    

            <value>.*get.*</value>    

        </list>    

      </property>    

    </bean>    

    <bean id="methodCachePointCutAdvice" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">    

      <property name="advice">    

        <ref local="methodCacheAfterAdvice"/>    

      </property>    

      <property name="patterns">    

        <list>    

          <value>.*create.*</value>    

          <value>.*update.*</value>    

          <value>.*delete.*</value>    

        </list>    

      </property>    

    </bean>    
</beans>  
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>
	<!-- 引用ehCache的配置 -->
	<bean id="defaultCacheManager" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">
	  <property name="configLocation">
		<value>ehcache.xml</value>
	  </property>
	</bean>
	
	<!-- 定义ehCache的工厂，并设置所使用的Cache name -->
	<bean id="ehCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
	  <property name="cacheManager">
		<ref local="defaultCacheManager"/>
	  </property>
	  <property name="cacheName">
		  <value>DEFAULT_CACHE</value>
	  </property>
	</bean>

	<!-- find/create cache拦截器 -->
	<bean id="methodCacheInterceptor" class="com.co.cache.ehcache.MethodCacheInterceptor">
	  <property name="cache">
		<ref local="ehCache" />
	  </property>
	</bean>
	<!-- flush cache拦截器 -->
	<bean id="methodCacheAfterAdvice" class="com.co.cache.ehcache.MethodCacheAfterAdvice">
	  <property name="cache">
		<ref local="ehCache" />
	  </property>
	</bean>
	
	<bean id="methodCachePointCut" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
	  <property name="advice">
		<ref local="methodCacheInterceptor"/>
	  </property>
	  <property name="patterns">
		<list>
			<value>.*find.*</value>
			<value>.*get.*</value>
		</list>
	  </property>
	</bean>
	<bean id="methodCachePointCutAdvice" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
	  <property name="advice">
		<ref local="methodCacheAfterAdvice"/>
	  </property>
	  <property name="patterns">
		<list>
		  <value>.*create.*</value>
		  <value>.*update.*</value>
		  <value>.*delete.*</value>
		</list>
	  </property>
	</bean>
</beans>

上面的代码最终创建了两个"切入点"，methodCachePointCut和methodCachePointCutAdvice，分别用于拦截不同方法名的方法，可以根据需要任意增加所需要拦截方法的名称。

需要注意的是
<bean id="ehCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">    

      <property name="cacheManager">    

        <ref local="defaultCacheManager"/>    

      </property>    

      <property name="cacheName">    

          <value>DEFAULT_CACHE</value>    

      </property>    
    </bean>  
<bean id="ehCache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
	  <property name="cacheManager">
		<ref local="defaultCacheManager"/>
	  </property>
	  <property name="cacheName">
		  <value>DEFAULT_CACHE</value>
	  </property>
	</bean>

如果cacheName属性内设置的name在ehCache.xml中无法找到，那么将使用默认的cache(defaultCache标签定义).

事实上到了这里，一个简单的Spring+ehCacheFramework基本完成了，为了测试效果，举一个实际应用的例子，定义一个TestService和它的实现类TestServiceImpl，里面包含

两个方法getAllObject()和updateObject(ObjectObject)，具体代码如下

TestService.java
package com.co.cache.test;    

   

import java.util.List;    

   

public interface TestService {    

    public List getAllObject();    

   

    public void updateObject(Object Object);    
}  
package com.co.cache.test;

import java.util.List;

public interface TestService {
	public List getAllObject();

	public void updateObject(Object Object);
}

TestServiceImpl.java

package com.co.cache.test;    

   

import java.util.List;    

   

public class TestServiceImpl implements TestService    

{    

    public List getAllObject() {    

        System.out.println("---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！");    

        return null;    

    }    

   

    public void updateObject(Object Object) {    

        System.out.println("---TestService：更新了对象，这个Class产生的cache都将被remove！");    

    }    
}  
package com.co.cache.test;

import java.util.List;

public class TestServiceImpl implements TestService
{
	public List getAllObject() {
		System.out.println("---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！");
		return null;
    }

	public void updateObject(Object Object) {
		System.out.println("---TestService：更新了对象，这个Class产生的cache都将被remove！");
    }
}

使用Spring提供的AOP进行配置

applicationContext.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>    

<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">    

   

<beans>    

    <import resource="cacheContext.xml"/>    

        

    <bean id="testServiceTarget" class="com.co.cache.test.TestServiceImpl"/>    

        

    <bean id="testService" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">    

      <property name="target">    

          <ref local="testServiceTarget"/>    

      </property>    

      <property name="interceptorNames">    

        <list>    

          <value>methodCachePointCut</value>    

          <value>methodCachePointCutAdvice</value>    

        </list>    

      </property>    

    </bean>    
</beans>  
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">

<beans>
	<import resource="cacheContext.xml"/>
	
	<bean id="testServiceTarget" class="com.co.cache.test.TestServiceImpl"/>
	
    <bean id="testService" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
	  <property name="target">
		  <ref local="testServiceTarget"/>
	  </property>
	  <property name="interceptorNames">
		<list>
		  <value>methodCachePointCut</value>
		  <value>methodCachePointCutAdvice</value>
		</list>
	  </property>
	</bean>
</beans>

这里一定不能忘记importcacheContext.xml文件，不然定义的两个拦截器就没办法使用了。

最后，写一个测试的代码

MainTest.java
package com.co.cache.test;    

   

import org.springframework.context.ApplicationContext;    

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;    

   

public class MainTest{    

    public static void main(String args[]){    

        String DEFAULT_CONTEXT_FILE = "/applicationContext.xml";    

        ApplicationContext context =  new ClassPathXmlApplicationContext(DEFAULT_CONTEXT_FILE);    

        TestService testService = (TestService)context.getBean("testService");    

   

        System.out.println("1--第一次查找并创建cache");    

        testService.getAllObject();    

            

        System.out.println("2--在cache中查找");    

        testService.getAllObject();    

            

        System.out.println("3--remove cache");    

        testService.updateObject(null);    

            

        System.out.println("4--需要重新查找并创建cache");    

        testService.getAllObject();    

    }       
}  
package com.co.cache.test;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MainTest{
	public static void main(String args[]){
		String DEFAULT_CONTEXT_FILE = "/applicationContext.xml";
		ApplicationContext context =  new ClassPathXmlApplicationContext(DEFAULT_CONTEXT_FILE);
		TestService testService = (TestService)context.getBean("testService");

		System.out.println("1--第一次查找并创建cache");
		testService.getAllObject();
		
		System.out.println("2--在cache中查找");
		testService.getAllObject();
		
		System.out.println("3--remove cache");
		testService.updateObject(null);
		
		System.out.println("4--需要重新查找并创建cache");
		testService.getAllObject();
	}	
}

运行，结果如下

1--第一次查找并创建cache    

---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！    

2--在cache中查找    

3--remove cache    

---TestService：更新了对象，这个Class产生的cache都将被remove！    

4--需要重新查找并创建cache    
---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！  
1--第一次查找并创建cache
---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！
2--在cache中查找
3--remove cache
---TestService：更新了对象，这个Class产生的cache都将被remove！
4--需要重新查找并创建cache
---TestService：Cache内不存在该element，查找并放入Cache！

可以看到，第一步执行getAllObject()，执行TestServiceImpl内的方法，并创建了cache，在第二次执行getAllObject()方法时，由于cache有该方法的缓存，直接从cache中get出方法的结果，所以没有打印出TestServiceImpl中的内容，而第三步，调用了updateObject方法，和TestServiceImpl相关的cache被remove，所以在第四步执行时，又执行TestServiceImpl中的方法，创建Cache。

 

注意的问题

我们知道，Cache为ehcache.XML配置文件里面所定义的缓存类别，获取某一特定的缓存类别的方法如下：

Cachecache=cacheManager.getCache(cacheName);

cacheName为想获取的缓存类别名。然后象下面方法把某一对象放入上面定义的缓存：

cache.put(newElement(key,(Serializable)value));

key为放入该缓存中的对象的索引值，value为放入该缓存中key所对应的对象。我们看到，放入缓存中的value必须序列化，Java原生类型<!--StartFragment-->char、int，原生类型的包装类String、Character、Integer、Number...和集合List的实现类ArrayList都已经实现了Serializable接口，它们都可以直接放到缓存中。这里要注意的是，在方法返回值中经常用到的Iterator，并没有实现Serializable接口，所以Cache不能缓存返回值类型为Iterator的方法。

还有一点要注意的是，如果我们要做缓存的方法是在bean的生命周期的初始化阶段调用的（例如setter，init），此时方法缓存拦截器还没被调用执行，那么缓存将不起作用，如做了下面的配置：

<beanid="OrganizationManagerMethodCache"class="org.springFramework.aop.framework.ProxyFactoryBean">

<propertyname="target">

<beanclass="com.wzj.rbac.ServiceFacade.OrganizationManager"init-method="init"autowire="byName"/>

</property>

<propertyname="interceptorNames">

<list>

<value>methodCachePointCut</value>

</list>

</property>

</bean>

在init初始方法里面调用的缓存方法将失效。

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