JAVA缓存技术

时间：2022-02-27 03:40:12

介绍 JNotify：http://jnotify.sourceforge.net/，通过JNI技术，让Java代码可以实时的监控制定文件夹内文件的变动信息，支持Linux/Windows/MacOS; EHCache：http://ehcache.org/，一个广泛使用的Java缓存模块，可以做使用内存和文件完成缓存工作。 在Java Web项目中，为了提高WEB应用的响应速度，可以把常用的静态文件（包括css，js和其他各种图片）提前读入到内存缓存中，这样可以减少很多文件系统的IO操作（这往往也是项目性能的瓶颈之一）。但是这么做往往有一个弊端，那就是当实际的静态文件发生改变的时候，缓存并不能得到及时的刷新，造成了一定的滞后现象。有些项目可能没什么问题，但是对于某些项目而言，必须解决这个问题。办法基本有两种，一种是另外开启一个线程，不断的扫描文件，和缓存的文件做比较，确定该文件时候修改，另外就是使用系统的API，来监控文件的改变。前面一种解决办法缺点很明显，费时费力，后面的办法需要用到JNI，并且编写一些系统的本地库函数，幸运的是，JNoify为我们做好了准备工作，直接拿来用就可以了。
本文会简单给出一个利用JNotify和EHCache实现静态文件缓存的一个小例子。
JNotify的准备 在使用JNotify之前，你需要“安装”一下JNotify。JNotify使用了JNI技术来调用系统的本地库（Win下的是dll文件，Linux下是so文件），这些库文件都已近包含在下载包中了。但是如果你直接使用JNotify的话，往往会报错：

  1. BASH
  2. java.lang.UnsatisfiedLinkError: no jnotify in java.library.path
  3. at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(Unknown Source)
  4. at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Unknown Source)
  5. at java.lang.System.loadLibrary(Unknown Source)
  6. at net.contentobjects.jnotify.win32.JNotify_win32.<clinit>(Unknown Source)
  7. at net.contentobjects.jnotify.win32.JNotifyAdapterWin32.<init>(Unknown Source)
BASH

java.lang.UnsatisfiedLinkError: no jnotify in java.library.path

	at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(Unknown Source)

	at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Unknown Source)

	at java.lang.System.loadLibrary(Unknown Source)

	at net.contentobjects.jnotify.win32.JNotify_win32.<clinit>(Unknown Source)

	at net.contentobjects.jnotify.win32.JNotifyAdapterWin32.<init>(Unknown Source)

这是由于jnotify找不到需要的dll或者其他库文件导致的，解决办法是把jnotify压缩包里的库文件放到java.library.path所指向的文件夹中，一般在windows下可以放在[jre安装目录]/bin下即可。
java.library.path的值可以通过System.getProperty("java.library.path")查看，但是你即使在程序中通过System.setProperty("java.library.path", "some/folder/path/contain/dll")来改变java.library.path的值，还是无法加载到对应的dll库文件，原因是JVM只在程序加载之初读取java.library.path，以后再使用java.library.path的时候，用的都是最一开始加载到得那个值。有人认为只是一个bug，并且报告给了SUN（http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=4280189）但是好像SUN不认为这是一个BUG。 除了把dll文件放到[jre安装目录]/bin下，也可以手动指定程序的启动参数: java -Djava.library.path=some/folder/path/contain/dll的方法来达到目的。
EHCache的基本使用方法 EHCache非常容易使用，首先我们要获得一个CacheManager的实例。CacheManager有两种获得方法，一种是实例模式，一种是单例模式。这里我们用后面一种：

  1. //CacheManager manager = new CacheManager("src/ehcache.xml");实例模式
  2. CacheManager.create();//单例模式，默认读取类路径下的ehcache.xml作为配置文件
  3. Cache cache = CacheManager.getInstance().getCache("staticResourceCache");
  4. //staticResourceCache在ehcache.xml中提前定义了
//CacheManager manager = new CacheManager("src/ehcache.xml");实例模式

CacheManager.create();//单例模式，默认读取类路径下的ehcache.xml作为配置文件

Cache cache = CacheManager.getInstance().getCache("staticResourceCache");

//staticResourceCache在ehcache.xml中提前定义了

ehcache.xml的简单例子：

  1. ehcache.xml :
  2. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  3. <ehcache updateCheck="false" dynamicConfig="false">
  4. <diskStore path="java.io.tmpdir"/>
  5. <cache name="staticResourceCache"
  6. maxElementsInMemory="1000"
  7. timeToIdleSeconds="7200"
  8. timeToLiveSeconds="7200" >
  9. </cache>
  10. </ehcache>
ehcache.xml :

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

<ehcache updateCheck="false" dynamicConfig="false">

	<diskStore path="java.io.tmpdir"/>

    <cache name="staticResourceCache"

		maxElementsInMemory="1000"

		timeToIdleSeconds="7200"

		timeToLiveSeconds="7200" >

    </cache>

</ehcache>

然后就可以使用Cache实例来操纵缓存了，主要的方法是

  1. Cache.get(Object key)，Cache.put(new Element(Object key, Object value))，Cache.remove(Object key)。
Cache.get(Object key)，Cache.put(new Element(Object key, Object value))，Cache.remove(Object key)。

缓存静态文件 首先需要扫描包含静态文件的文件夹，为了方便我们采用Jodd工具包：

  1. import jodd.io.findfile.FilepathScanner;
  2. ...
  3. FilepathScanner fs = new FilepathScanner(){
  4. @Override
  5. protectedvoid onFile(File file) {
  6. cacheStatic(file);//缓存文件的函数，实现见后面
  7. }
  8. };
  9. fs.includeDirs(true).recursive(true).includeFiles(true);
  10. fs.scan(Configurations.THEMES_PATH);//扫描包含静态文件的文件夹
import jodd.io.findfile.FilepathScanner;

...

FilepathScanner fs = new FilepathScanner(){

	@Override

	protected void onFile(File file) {

		cacheStatic(file);//缓存文件的函数，实现见后面

	}

};

fs.includeDirs(true).recursive(true).includeFiles(true);

fs.scan(Configurations.THEMES_PATH);//扫描包含静态文件的文件夹

一般来说，如果客户端浏览器接受GZip格式的文件的话，GZip压缩可以让传输的数据大幅度减少，所以考虑对某些缓存的静态文件提前进行GZip压缩。把读取到的静态文件内容缓存到Cache里，如果静态文件时可以用GZip来传输的话，需要把文件内容首先进行压缩。

  1. import java.util.zip.GZIPOutputStream;//JDK自带的GZip压缩工具
  2. import jodd.io.FastByteArrayOutputStream;//GZip输出的是字节流
  3. import jodd.io.StreamUtil;//JODD的工具类
  4. privatestaticvoid cacheStatic(File file){
  5. if(!isStaticResource(file.getAbsolutePath()))
  6. return;
  7. String uri = toURI(file.getAbsolutePath());//生成一个文件标识
  8. FileInputStream in = null;
  9. StringBuilder builder = new StringBuilder();
  10. try {
  11. in = new FileInputStream(file);
  12. BufferedReader br = new BufferedReader(
  13. new InputStreamReader(in, StringPool.UTF_8));
  14. String strLine;
  15. while ((strLine = br.readLine()) != null)   {
  16. builder.append(strLine);
  17. builder.append("\n");//!important
  18. }
  19. FastByteArrayOutputStream bao = new FastByteArrayOutputStream();
  20. GZIPOutputStream go = new GZIPOutputStream(bao);
  21. go.write(builder.toString().getBytes());
  22. go.flush();
  23. go.close();
  24. cache.put(new Element(uri, bao.toByteArray()));//缓存文件的字节流
  25. } catch (FileNotFoundException e) {
  26. e.printStackTrace();
  27. } catch (UnsupportedEncodingException e) {
  28. e.printStackTrace();
  29. } catch (IOException e) {
  30. e.printStackTrace();
  31. } finally {
  32. StreamUtil.close(in);
  33. }
  34. }
import java.util.zip.GZIPOutputStream;//JDK自带的GZip压缩工具

import jodd.io.FastByteArrayOutputStream;//GZip输出的是字节流

import jodd.io.StreamUtil;//JODD的工具类

private static void cacheStatic(File file){

	if(!isStaticResource(file.getAbsolutePath()))

		return;

	String uri = toURI(file.getAbsolutePath());//生成一个文件标识

	FileInputStream in = null;

	StringBuilder builder = new StringBuilder();

	try {

		in = new FileInputStream(file);

		BufferedReader br = new BufferedReader(

				new InputStreamReader(in, StringPool.UTF_8));

		String strLine;

		while ((strLine = br.readLine()) != null)   {

			builder.append(strLine);

			builder.append("\n");//!important

		}

		FastByteArrayOutputStream bao = new FastByteArrayOutputStream();

		GZIPOutputStream go = new GZIPOutputStream(bao);

		go.write(builder.toString().getBytes());

		go.flush();

		go.close();

		cache.put(new Element(uri, bao.toByteArray()));//缓存文件的字节流

	} catch (FileNotFoundException e) {

		e.printStackTrace();

	} catch (UnsupportedEncodingException e) {

		e.printStackTrace();

	} catch (IOException e) {

		e.printStackTrace();

	} finally {

		StreamUtil.close(in);

	}

}

当文件改变的时候，使用JNotify来改变缓存内容

  1. //监控Configurations.THEMES_PATH指向的文件夹
  2. JNotify.addWatch(Configurations.THEMES_PATH,
  3. JNotify.FILE_CREATED  |
  4. JNotify.FILE_DELETED  |
  5. JNotify.FILE_MODIFIED |
  6. JNotify.FILE_RENAMED,
  7. true,  new JNotifyListener(){
  8. @Override
  9. publicvoid fileCreated(int wd,
  10. String rootPath, String name) {
  11. cacheStatic(new File(rootPath+name));//更新缓存
  12. }
  13. @Override
  14. publicvoid fileDeleted(int wd,
  15. String rootPath, String name) {
  16. cache.remove(toURI(rootPath)+name);//删除缓存条目
  17. }
  18. @Override
  19. publicvoid fileModified(int wd,
  20. String rootPath, String name) {
  21. cacheStatic(new File(rootPath+name));
  22. }
  23. @Override
  24. publicvoid fileRenamed(int wd,
  25. String rootPath, String oldName,
  26. String newName) {
  27. cache.remove(toURI(rootPath)+oldName);
  28. cacheStatic(new File(rootPath+newName));
  29. }
  30. });
//监控Configurations.THEMES_PATH指向的文件夹

JNotify.addWatch(Configurations.THEMES_PATH,

		JNotify.FILE_CREATED  |

		JNotify.FILE_DELETED  |

		JNotify.FILE_MODIFIED |

		JNotify.FILE_RENAMED,

		true,  new JNotifyListener(){

	@Override

	public void fileCreated(int wd,

			String rootPath, String name) {

		cacheStatic(new File(rootPath+name));//更新缓存

	}

	@Override

	public void fileDeleted(int wd,

			String rootPath, String name) {

		cache.remove(toURI(rootPath)+name);//删除缓存条目

	}

	@Override

	public void fileModified(int wd,

			String rootPath, String name) {

		cacheStatic(new File(rootPath+name));

	}

	@Override

	public void fileRenamed(int wd,

			String rootPath, String oldName,

			String newName) {

		cache.remove(toURI(rootPath)+oldName);

		cacheStatic(new File(rootPath+newName));

	}

});

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