Hibernate性能優化之EHCache緩存

像Hibernate這種ORM框架，相較於JDBC操作，需要有更復雜的機制來實現映射、對象狀態管理等，因此在性能和效率上有一定的損耗。

在保證避免映射產生低效的SQL操作外，緩存是提升Hibernate的關鍵之一。

加入緩存可以避免數據庫調用帶來的連接創建與銷毀、數據打包拆包、SQL執行、網絡傳輸，良好的緩存機制和合理的緩存模式能帶來性能的極大提升，EHCache就提供了這種良好的緩存機制。

在考慮給系統加入緩存進行優化前，復用SessionFactory是Hibernate優化最優先、最基礎的性能優化方法，參考上一篇《Hibernate性能優化之SessionFactory重用》。

Hibernate的緩存機制

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緩存的級別一般分為三種，每一種緩存的范圍更大：

事務級緩存：Hibernate中稱為一級緩存，在一個Session中共享緩存對象；

應用級緩存：Hibernate中稱為二級緩存，在一個SessionFactory中共享緩存對象，SessionFactory在整個應用范圍內重用；

分布式緩存：部署為單獨的實例，如Redis、Memcache等。

Hibernate的按以下方式進行緩存：

當Hibernate根據ID訪問數據對象的時候，首先從Session一級緩存中查；

查不到，如果配置了二級緩存，那么從二級緩存中查；

如果都查不到，再查詢數據庫，把結果按照ID放入到緩存刪除、更新、增加數據的時候，同時更新緩存。

Hibernate默認不啟用二級緩存，EHCache是Hibernate中的二級緩存插件，使用Hibernate的系統可以直接使用EHCache緩存。

為什么要直接使用EHCache

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回頭來看那句話：良好的緩存機制和合理的緩存模式能帶來性能的極大提升。

Hibernate的緩存模式是什么？

根據ID來緩存對象，也就是Session的get、load操作時。

這種緩存模式的弊端有兩點：

1、應用場景太單一，系統中大量的列表式查詢緩存起不到作用；

2、一些系統中通過ThreadLocal在線程中重用Session，每個線程可能需要大量處理不用的業務邏輯，緩存命中率很低；如果不重用Session，一般的場景緩存命中率更低。

既然EHCache已經提供了良好的緩存機制，結合自己系統的業務來優化緩存模式才是最佳的。

如何使用EHCache

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EHCache是Hibernate中的二級緩存插件，使用Hibernate的系統可以直接使用EHCache緩存，不需要再添加其他jar包。

新建EHCache配置文件，具體的配置含義可以查手冊：

<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
   xsi:noNamespaceSchemaLocation="ehcache.xsd">  
  <diskStore path="java.io.tmpdir"/>  
  <defaultCache  
    maxElementsInMemory="10000"  
    maxElementsOnDisk="0"  
    eternal="true"  
    overflowToDisk="true"  
    diskPersistent="false"  
    timeToIdleSeconds="0"  
    timeToLiveSeconds="0"  
    diskSpoolBufferSizeMB="50"  
    diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"  
    memoryStoreEvictionPolicy="LFU"  
    />  
  <cache name="restCache"  
    maxElementsInMemory="100"  
    maxElementsOnDisk="0"  
    eternal="false"  
    overflowToDisk="false"  
    diskPersistent="false"  
    timeToIdleSeconds="119"  
    timeToLiveSeconds="119"  
    diskSpoolBufferSizeMB="50"  
    diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"  
    memoryStoreEvictionPolicy="FIFO"  
    />  
</ehcache>  

EHCache的一個優點是線程安全的，適合多線程的使用場景，能簡化開發人員的使用。

因此我寫了一個單例模式，避免每次在方法里寫getCache，這個類也涵蓋了EHCache的基本使用：

public class EHCacheFactory {
    
    private final CacheManager manager;
    private final Cache cache;
    
    private EHCacheFactory() {
        manager = CacheManager.create(getClass().getResource("/ehcache.xml"));
        cache = manager.getCache("restCache");
    }
    
    public Element getCache(String strKey) {
        return EHCacheFactory.getInstance().getCache().get(strKey);
    }
    
    public void setCache(String strKey, String strVal) {
        EHCacheFactory.getInstance().getCache().put(new Element(strKey, strVal));
    }
    
    public Cache getCache() {
        return cache;
    }
    
    private static class SingletonHolder {

        private final static EHCacheFactory INSTANCE = new EHCacheFactory();
    }

    public static EHCacheFactory getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

我的系統是JAVA REST，在需要緩沖的REST接口中加入了EHCache緩存，通過URL參數作為緩存鍵值，REST接口返回的json數據作為緩存值，這種緩存模式非常適合REST。

使用ab進行了簡單的性能測試：

在一個簡答查詢接口中，性能提升一倍；

在一個略復雜接口中，執行4、5個查詢，加入緩存后性能提升20倍。

在這里就不貼ab測試結果了，大家可以自行測試一下。

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