分布式缓存组件概述

业务需求

为了提高业务应用的性能，避免对数据库资源的频繁访问，应用中常常引入缓存技术，将需要访问的资源或初次调用后的结果缓存起来，针对后续的相同访问直接返回缓存结果，以支持应用的高并发。

业务缓存的实现方式可以是将数据放置在JVM的堆内存中，也可以将数据放置在第三方中间件中,如MemCached、Redis。其中JVM内存缓存有两个弊端：一是大小受到JVM堆内存的限制，会引起频繁GC；二是集群部署时候，web应用间存在多份缓存，无法共享。第三方缓存中间件解决了JVM内存的这两个问题，但在操作中间件的缓存时，需要建立统一的连接并维护连接池，同时为了不绑定在某个特定的中间件上，还需要对多种中间件进行适配，这些都需要平台提供标准组件来进行处理。

解决方案

Redis针对数据结构、持久化、过期策略、分布式集群、数据备份和灾难恢复等方面相对缓存中间件更有优势。iuap平台采用Redis作为缓存的中间件，并针对Redis提供统一的连接以及基本Java API封装，更利于方便业务开发简便快速的实现对业务数据的缓存操作，提高系统的运行效率。

iuap缓存组件还实现了对连接池的管理，并支持Redis以主从方式或者分片方式进行部署。分布式的架构保证了缓存服务的高可用性，在主从模式下支持主节点宕机后的自动切换，业务服务无感知。

功能说明

1. 支持对缓存的读写操作以及过期时间设置；
2. 支持复杂类型数据的操作，如HashMap，Set，List；
3. 支持Redis主从和分片集群的不同配置；
4. 支持Redis的密码授权访问；
5. 支持Redis连接池配置管理；
6. 支持阿里云Redis数据库适配。

整体设计

依赖环境

组件采用Maven进行编译和打包发布，依赖Jedis的2.6.0版本和iuap平台的一些基础组件如iuap-log，其对外提供的依赖方式如下：

<dependency>
  <groupId>com.yonyou.iuap</groupId>
  <artifactId>iuap-cache</artifactId>
  <version>${iuap.modules.version}</version>
</dependency>

${iuap.modules.version} 为平台在maven私服上发布的组件的version。

部署结构

Redis本身支持多种语言的客户端来连接，iuap-cache组件利用java语言通过Jedis客户端进行连接，建立连接池并支持哨兵方式的url。

Redis中间件通常是配合哨兵进行集群部署，一主多从的部署结构和连接的示意图如下：

使用说明

组件包说明

iuap-cache组件利用jedis客户端，在springside提供的对jedis的封装的基础上，提供使用简易url的方式创建连接池、兼容直连和哨兵方式连接，模板类支持Redis的分片。

组件配置

1:在属性文件中，配置redis的连接url，根据业务不同的需要，可以配置成单机方式、集群方式、分片方式等

单机方式示例：
redis.url=direct://localhost:6379?poolName=mypool&poolSize=100

集群示例：
redis.url=sentinel://20.12.6.57:26379,20.12.6.58:26379,20.12.6.59:26379?poolName=mypool&masterName=mymaster&poolSize=100

分片示例：
redis.shardedurl=direct://20.12.6.57:6379,20.12.6.58:6379,20.12.6.59:6379?poolName=mypool&masterName=mymaster&poolSize=100

2:Spring的配置文件中，声明iuap-cache中的bean

<bean id="redisPool" class="com.yonyou.iuap.cache.redis.RedisPoolFactory" scope="prototype" factory-method="createJedisPool">
    <constructor-arg value="${redis.url}" />
</bean>

<bean id="jedisTemplate" class="org.springside.modules.nosql.redis.JedisTemplate">
    <constructor-arg ref="redisPool"></constructor-arg>
</bean> 

<bean id="cacheManager" class="com.yonyou.iuap.cache.CacheManager">
    <property name="jedisTemplate" ref="jedisTemplate"/>
</bean>    

3:工程中引入对iuap-cache组件的依赖

<dependency>
    <groupId>com.yonyou.iuap</groupId>
    <artifactId>iuap-cache</artifactId>
    <version>${iuap.modules.version}</version>
</dependency>    

${iuap.modules.version}为在pom.xml中定义的引用iuap-cache的版本。

4:代码中调用组件提供的API，操作分布式缓存

/**
 * 普通存取、删除测试,get,set,remove,exists
 * 
 * @throws Exception
 */
@Test
public void testSimpleCache() throws Exception {
    String key = "testKey";
    cacheManager.set(key, "test");

    Assert.isTrue(cacheManager.exists(key));

    String cacheValue = (String)cacheManager.get(key);
    System.out.println(cacheValue);

    cacheManager.removeCache(key);

    Assert.isNull(cacheManager.get(key));
}

5:更多API操作和配置方式，请参考缓存对应的示例工程(DevTool/examples/example_iuap_cache)

工程样例

开发工具包DevTool中携带了对分布式缓存组件的示例工程，位置位于DevTool/examples/example_iuap_cache下，在iuap Studio中导入已有的Maven工程，可以将示例工程导入到工作区。示例工程中有较为完整的对iuap-cache组件的使用示例代码。

开发步骤

• 参考上述配置项，配置属性文件中的redis连接串，引入缓存对应的spring配置文件applicationContext-cache.xml，如果是web应用，修改web.xml如下：

    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>
            classpath*:/applicationContext.xml,
            classpath*:/applicationContext-cache.xml,
            classpath*:/applicationContext-persistence.xml,
            classpath*:/applicationContext-shiro.xml
        </param-value>
    </context-param>
    <context-param>
        <param-name>spring-mvc-servlet-name</param-name>
        <param-value>springServlet</param-value>
    </context-param>
    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>
  

• 属性文件中配置的redis应该是服务器的redis地址，如果本机调试，可以启动DevTool中默认携带的redis，启动脚本位于DevTool->bin->startRedis.bat,双击运行，效果如下：

• 注入在applicationContext-cache.xml中声明的bean cacheManager，如果应用中只有一个此类型的bean，则可以使用@Autowired注入，如果存在多个，则按照名称注入。业务开发时候，可以为不同的业务模块声明不同的cache区域，注册多份CacheManager和redisPool即可。

• iuap-cache组件默认使用的是java基础的序列化和反序列化方式，如果项目上需要替换更高性能的序列化方式，在声明CacheManager时候注入Serializer即可。

    public void setSerializer(Serializer serializer) {
        this.serializer = serializer;
    }
  

常用接口

• CacheManager