Hibernate性能优化之EHCache缓存

像Hibernate这种ORM框架，相较于JDBC操作，需要有更复杂的机制来实现映射、对象状态管理等，因此在性能和效率上有一定的损耗。

在保证避免映射产生低效的SQL操作外，缓存是提升Hibernate的关键之一。

加入缓存可以避免数据库调用带来的连接创建与销毁、数据打包拆包、SQL执行、网络传输，良好的缓存机制和合理的缓存模式能带来性能的极大提升，EHCache就提供了这种良好的缓存机制。

在考虑给系统加入缓存进行优化前，复用SessionFactory是Hibernate优化最优先、最基础的性能优化方法，参考上一篇《Hibernate性能优化之SessionFactory重用》。

Hibernate的缓存机制

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缓存的级别一般分为三种，每一种缓存的范围更大：

事务级缓存：Hibernate中称为一级缓存，在一个Session中共享缓存对象；

应用级缓存：Hibernate中称为二级缓存，在一个SessionFactory中共享缓存对象，SessionFactory在整个应用范围内重用；

分布式缓存：部署为单独的实例，如Redis、Memcache等。

Hibernate的按以下方式进行缓存：

当Hibernate根据ID访问数据对象的时候，首先从Session一级缓存中查；

查不到，如果配置了二级缓存，那么从二级缓存中查；

如果都查不到，再查询数据库，把结果按照ID放入到缓存删除、更新、增加数据的时候，同时更新缓存。

Hibernate默认不启用二级缓存，EHCache是Hibernate中的二级缓存插件，使用Hibernate的系统可以直接使用EHCache缓存。

为什么要直接使用EHCache

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回头来看那句话：良好的缓存机制和合理的缓存模式能带来性能的极大提升。

Hibernate的缓存模式是什么？

根据ID来缓存对象，也就是Session的get、load操作时。

这种缓存模式的弊端有两点：

1、应用场景太单一，系统中大量的列表式查询缓存起不到作用；

2、一些系统中通过ThreadLocal在线程中重用Session，每个线程可能需要大量处理不用的业务逻辑，缓存命中率很低；如果不重用Session，一般的场景缓存命中率更低。

既然EHCache已经提供了良好的缓存机制，结合自己系统的业务来优化缓存模式才是最佳的。

如何使用EHCache

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EHCache是Hibernate中的二级缓存插件，使用Hibernate的系统可以直接使用EHCache缓存，不需要再添加其他jar包。

新建EHCache配置文件，具体的配置含义可以查手册：

<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的一个优点是线程安全的，适合多线程的使用场景，能简化开发人员的使用。

因此我写了一个单例模式，避免每次在方法里写getCache，这个类也涵盖了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;
    }
}

我的系统是JAVA REST，在需要缓冲的REST接口中加入了EHCache缓存，通过URL参数作为缓存键值，REST接口返回的json数据作为缓存值，这种缓存模式非常适合REST。

使用ab进行了简单的性能测试：

在一个简答查询接口中，性能提升一倍；

在一个略复杂接口中，执行4、5个查询，加入缓存后性能提升20倍。

在这里就不贴ab测试结果了，大家可以自行测试一下。

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