[转]RMI方式Ehcache集群的源码分析

RMI方式Ehcache集群的源码分析

 
Ehcache不仅支持基本的内存缓存,还支持多种方式将本地内存中的缓存同步到其他使用Ehcache的服务器中,形成集群。如下图所示:
 
Ehcache支持多种集群方式,下面以RMI通信方式为例,来具体分析一下Ehcache集群的源码。
 

1服务Provider

Ehcache支持两种服务发现方式:一种是通过广播的方式,服务间自动发现,动态更新存活服务的列表;另一种就是在配置文件中配置好静态服务列表。

1.1自动发现配置

Server12的配置都一样,广播地址为230.0.0.1:

<cacheManagerPeerProviderFactory 
     class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerProviderFactory" 
     properties="peerDiscovery=automatic, multicastGroupAddress=230.0.0.1,
          multicastGroupPort=4446, timeToLive=32"/>

 

1.2手动发现配置

Server1的配置,rmiUrls为server2上的两个cache:

<cacheManagerPeerProviderFactory 
     class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerProviderFactory" 
     properties="peerDiscovery=manual,rmiUrls=//server2:40001/sampleCache11|//server2:40001/sampleCache12"/>

 
Server2的配置,rmiUrls为server1上的两个cache:

<cacheManagerPeerProviderFactory 
     class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerProviderFactory" 
     properties="peerDiscovery=manual,rmiUrls=//server1:40001/sampleCache11|//server1:40001/sampleCache12"/>

 

1.3源码分析-RMICacheManagerPeerProviderFactory

对应上面两种配置方式,根据peerDiscovery属性的值,创建自动或手动两种Provider。
 
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     public  CacheManagerPeerProvider createCachePeerProvider(CacheManager cacheManager, Properties properties)
             throws  CacheException {
         String peerDiscovery = PropertyUtil.extractAndLogProperty(PEER_DISCOVERY, properties);
         if  (peerDiscovery ==  null  || peerDiscovery.equalsIgnoreCase(AUTOMATIC_PEER_DISCOVERY)) {
             try  {
                 return  createAutomaticallyConfiguredCachePeerProvider(cacheManager, properties);
             catch  (IOException e) {
                 throw  new  CacheException( "Could not create CacheManagerPeerProvider. Initial cause was "  + e.getMessage(), e);
             }
         else  if  (peerDiscovery.equalsIgnoreCase(MANUALLY_CONFIGURED_PEER_DISCOVERY)) {
             return  createManuallyConfiguredCachePeerProvider(properties);
         else  {
             return  null ;
         }
     }
 
     protected  CacheManagerPeerProvider createManuallyConfiguredCachePeerProvider(Properties properties) {
         String rmiUrls = PropertyUtil.extractAndLogProperty(RMI_URLS, properties);
         if  (rmiUrls ==  null  || rmiUrls.length() ==  0 ) {
             LOG.info( "Starting manual peer provider with empty list of peers. "  +
                     "No replication will occur unless peers are added." );
             rmiUrls =  new  String();
         }
         rmiUrls = rmiUrls.trim();
         StringTokenizer stringTokenizer =  new  StringTokenizer(rmiUrls, PayloadUtil.URL_DELIMITER);
         RMICacheManagerPeerProvider rmiPeerProvider =  new  ManualRMICacheManagerPeerProvider();
         while  (stringTokenizer.hasMoreTokens()) {
             String rmiUrl = stringTokenizer.nextToken();
             rmiUrl = rmiUrl.trim();
             rmiPeerProvider.registerPeer(rmiUrl);
 
                 LOG.debug( "Registering peer {}" , rmiUrl);
         }
         return  rmiPeerProvider;
     }
 
以创建手动发现服务的Provider为例,新建ManualRMICacheManagerPeerProvider实例后,会调用其registerPeer方法将配置文件中配置的集群服务都注册上。
例如rmiUrls=//server2:40001/sampleCache11|//server2:40001/sampleCache12。
 
注册代码如下。注册方法仅仅将服务器地址保存到Map中,当后面要讲到的Replicator想要与集群中其他结点通信时,会调用Provider的listRemoteCachePeers()方法,
通过RMI的Naming.lookup()方法找到远程结点并返回。
 
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     public  final  synchronized  void  registerPeer(String rmiUrl) {
         peerUrls.put(rmiUrl,  new  Date());
     }
 
     public  final  synchronized  List listRemoteCachePeers(Ehcache cache)  throws  CacheException {
         List remoteCachePeers =  new  ArrayList();
         List staleList =  new  ArrayList();
         for  (Iterator iterator = peerUrls.keySet().iterator(); iterator.hasNext();) {
             String rmiUrl = (String) iterator.next();
             String rmiUrlCacheName = extractCacheName(rmiUrl);
 
             if  (!rmiUrlCacheName.equals(cache.getName())) {
                 continue ;
             }
             Date date = (Date) peerUrls.get(rmiUrl);
             if  (!stale(date)) {
                 CachePeer cachePeer =  null ;
                 try  {
                     cachePeer = lookupRemoteCachePeer(rmiUrl);
                     remoteCachePeers.add(cachePeer);
                 catch  (Exception e) {
                     if  (LOG.isDebugEnabled()) {
                         LOG.debug( "Looking up rmiUrl "  + rmiUrl +  " through exception "  + e.getMessage()
                                 ". This may be normal if a node has gone offline. Or it may indicate network connectivity"
                                 " difficulties" , e);
                     }
                 }
             else  {
                     LOG.debug( "rmiUrl {} should never be stale for a manually configured cluster." , rmiUrl);
                 staleList.add(rmiUrl);
             }
 
         }
 
         //Remove any stale remote peers. Must be done here to avoid concurrent modification exception.
         for  ( int  i =  0 ; i < staleList.size(); i++) {
             String rmiUrl = (String) staleList.get(i);
             peerUrls.remove(rmiUrl);
         }
         return  remoteCachePeers;
     }
 
     public  CachePeer lookupRemoteCachePeer(String url)  throws  MalformedURLException, NotBoundException, RemoteException {
         LOG.debug( "Lookup URL {}" , url);
         CachePeer cachePeer = (CachePeer) Naming.lookup(url);
         return  cachePeer;
     }
 
广播方式的自动发现Provider与上面源码很像,只是多了两个心跳线程,一个用来监听服务器列表的变化,并动态更新Provider中的列表,一个用来发送自己的心跳。
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     public  MulticastRMICacheManagerPeerProvider(CacheManager cacheManager, InetAddress groupMulticastAddress,
                                                 Integer groupMulticastPort, Integer timeToLive, InetAddress hostAddress) {
         super (cacheManager);
 
 
 
         heartBeatReceiver =  new  MulticastKeepaliveHeartbeatReceiver( this , groupMulticastAddress,
                 groupMulticastPort, hostAddress);
         heartBeatSender =  new  MulticastKeepaliveHeartbeatSender(cacheManager, groupMulticastAddress,
                         groupMulticastPort, timeToLive, hostAddress);
     }
 

2服务Listener

服务Listener用来监听集群中其他服务器Ehcache的消息,所以Listener要监听本机上端口。

2.1配置文件

server1和server2配置一样,都是监听本机上40001端口:

<cacheManagerPeerListenerFactory 
class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheManagerPeerListenerFactory" 
properties="hostName=localhost, port=40001,
socketTimeoutMillis=2000"
/>

 
2.2源码分析
 
取出当前配置,然后新建一个RMICacheManagerPeerListener实例。
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     public  final  CacheManagerPeerListener createCachePeerListener(CacheManager cacheManager, Properties properties)
             throws  CacheException {
         String hostName = PropertyUtil.extractAndLogProperty(HOSTNAME, properties);
 
         String portString = PropertyUtil.extractAndLogProperty(PORT, properties);
         Integer port =  null ;
         if  (portString !=  null  && portString.length() !=  0 ) {
             port = Integer.valueOf(portString);
         else  {
             port = Integer.valueOf( 0 );
         }
 
         //0 means any port in UnicastRemoteObject, so it is ok if not specified to make it 0
         String remoteObjectPortString = PropertyUtil.extractAndLogProperty(REMOTE_OBJECT_PORT, properties);
         Integer remoteObjectPort =  null ;
         if  (remoteObjectPortString !=  null  && remoteObjectPortString.length() !=  0 ) {
             remoteObjectPort = Integer.valueOf(remoteObjectPortString);
         else  {
             remoteObjectPort = Integer.valueOf( 0 );
         }
 
         String socketTimeoutMillisString = PropertyUtil.extractAndLogProperty(SOCKET_TIMEOUT_MILLIS, properties);
         Integer socketTimeoutMillis;
         if  (socketTimeoutMillisString ==  null  || socketTimeoutMillisString.length() ==  0 ) {
             socketTimeoutMillis = DEFAULT_SOCKET_TIMEOUT_MILLIS;
         else  {
             socketTimeoutMillis = Integer.valueOf(socketTimeoutMillisString);
         }
         return  doCreateCachePeerListener(hostName, port, remoteObjectPort, cacheManager, socketTimeoutMillis);
     }
 
     protected  CacheManagerPeerListener doCreateCachePeerListener(String hostName,
                                                                  Integer port,
                                                                  Integer remoteObjectPort,
                                                                  CacheManager cacheManager,
                                                                  Integer socketTimeoutMillis) {
         try  {
             return  new  RMICacheManagerPeerListener(hostName, port, remoteObjectPort, cacheManager, socketTimeoutMillis);
         catch  (UnknownHostException e) {
             throw  new  CacheException( "Unable to create CacheManagerPeerListener. Initial cause was "  + e.getMessage(), e);
         }
     }
 
之后 RMICacheManagerPeerListener的 init()方法会调用RMI的API,提供RMI服务:
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     public  void  init()  throws  CacheException {
         if  (!status.equals(Status.STATUS_UNINITIALISED)) {
             return ;
         }
         RMICachePeer rmiCachePeer =  null ;
         try  {
             startRegistry();
             int  counter =  0 ;
             populateListOfRemoteCachePeers();
             synchronized  (cachePeers) {
                 for  (Iterator iterator = cachePeers.values().iterator(); iterator.hasNext();) {
                     rmiCachePeer = (RMICachePeer) iterator.next();
                     bind(rmiCachePeer.getUrl(), rmiCachePeer);
                     counter++;
                 }
             }
             LOG.debug(counter +  " RMICachePeers bound in registry for RMI listener" );
             status = Status.STATUS_ALIVE;
         catch  (Exception e) {
             String url =  null ;
             if  (rmiCachePeer !=  null ) {
                 url = rmiCachePeer.getUrl();
             }
 
             throw  new  CacheException( "Problem starting listener for RMICachePeer "
                     + url +  ". Initial cause was "  + e.getMessage(), e);
         }
     }
 
     protected  void  startRegistry()  throws  RemoteException {
         try  {
             registry = LocateRegistry.getRegistry(port.intValue());
             try  {
                 registry.list();
             catch  (RemoteException e) {
                 //may not be created. Let's create it.
                 registry = LocateRegistry.createRegistry(port.intValue());
                 registryCreated =  true ;
             }
         catch  (ExportException exception) {
             LOG.error( "Exception starting RMI registry. Error was "  + exception.getMessage(), exception);
         }
     }
 
     protected  void  populateListOfRemoteCachePeers()  throws  RemoteException {
         String[] names = cacheManager.getCacheNames();
         for  ( int  i =  0 ; i < names.length; i++) {
             String name = names[i];
             Ehcache cache = cacheManager.getEhcache(name);
             synchronized  (cachePeers) {
                 if  (cachePeers.get(name) ==  null ) {
                     if  (isDistributed(cache)) {
                         RMICachePeer peer =  new  RMICachePeer(cache, hostName, port, remoteObjectPort, socketTimeoutMillis);
                         cachePeers.put(name, peer);
                     }
                 }
             }
         }
     }
 

3 事件Listener

通过Provider记录集群中其他服务器的地址,通过Listener在40001端口监听RMI消息,就差配置Replicator监听本地缓存增删改查的事件并发送到集群中其他服务器了。

3.1配置文件

可以在每个<cache>配置中提供一个 EventListener。可以配置Replicator是同步还是异步的,并配置Put、Update、Remove等哪些事件需要同步

<!-- Sample cache named sampleCache2. --> 
<cache name ="sampleCache2"
 
 maxEntriesLocalHeap ="10"
 
 eternal="false" 
 
 timeToIdleSeconds ="100"
 
 timeToLiveSeconds ="100"
 
 overflowToDisk="false" >
<cacheEventListenerFactory 
class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheReplicatorFactory" 
properties="replicateAsynchronously=true, replicatePuts=true, replicateUpdates=true,
replicateUpdatesViaCopy=false, replicateRemovals=true "
/> 
</cache>

 
另一种简单配法是将 EventListener 配置到 Cache 的属性上, EventListener 的所有属性都采用默认值。
<!-- Sample cache named sampleCache4. All missing RMICacheReplicatorFactory properties
    default to true --><cachename="sampleCache4"maxEntriesLocalHeap="10"eternal="true"overflowToDisk="false"memoryStoreEvictionPolicy="LFU"><cacheEventListenerFactoryclass="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheReplicatorFactory"/></cache>
3.2源码分析
 
RMICacheReplicatorFactory会根据replicateAsynchronously属性创建同步或异步的Replicator。
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     public  final  CacheEventListener createCacheEventListener(Properties properties) {
         boolean  replicatePuts = extractReplicatePuts(properties);
         boolean  replicatePutsViaCopy = extractReplicatePutsViaCopy(properties);
         boolean  replicateUpdates = extractReplicateUpdates(properties);
         boolean  replicateUpdatesViaCopy = extractReplicateUpdatesViaCopy(properties);
         boolean  replicateRemovals = extractReplicateRemovals(properties);
         boolean  replicateAsynchronously = extractReplicateAsynchronously(properties);
         int  asynchronousReplicationIntervalMillis = extractReplicationIntervalMilis(properties);
 
         if  (replicateAsynchronously) {
             return  new  RMIAsynchronousCacheReplicator(
                     replicatePuts,
                     replicatePutsViaCopy,
                     replicateUpdates,
                     replicateUpdatesViaCopy,
                     replicateRemovals,
                     asynchronousReplicationIntervalMillis);
         else  {
             return  new  RMISynchronousCacheReplicator(
                     replicatePuts,
                     replicatePutsViaCopy,
                     replicateUpdates,
                     replicateUpdatesViaCopy,
                     replicateRemovals);
         }
     }
 
先以同步Replicator的ElementPut事件为例,看同步Replicator是如何处理事件的。replicatePutsViaCopy属性的JavaDoc文档解释的很清楚,这个属性是用来说明, 当发生Put事件时,是通知集群中其他服务器结点更新该Element,还是直接置为失效。前者适合Element的新建很耗时,而后者适合重新同步数据库中的数据。 要通知的服务器列表就来自上面配置的CacheManagerPeerProviderFactory创建出的Provider对象。
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     /**
      * Whether a put should replicated by copy or by invalidation, (a remove).
      * <p/>
      * By copy is best when the entry is expensive to produce. By invalidation is best when
      * we are really trying to force other caches to sync back to a canonical source like a database.
      * An example of a latter usage would be a read/write cache being used in Hibernate.
      * <p/>
      * This setting only has effect if <code>#replicateUpdates</code> is true.
      */
     protected  boolean  replicatePutsViaCopy;
 
     public  void  notifyElementPut( final  Ehcache cache,  final  Element element)  throws  CacheException {
         if  (notAlive()) {
             return ;
         }
 
         if  (!replicatePuts) {
             return ;
         }
 
         if  (!element.isSerializable()) {
             if  (LOG.isWarnEnabled()) {
                 LOG.warn( "Object with key "  + element.getObjectKey() +  " is not Serializable and cannot be replicated" );
             }
             return ;
         }
 
         if  (replicatePutsViaCopy) {
             replicatePutNotification(cache, element);
         else  {
             replicateRemovalNotification(cache, (Serializable) element.getObjectKey());
         }
     }
 
     protected  static  void  replicatePutNotification(Ehcache cache, Element element)  throws  RemoteCacheException {
         List cachePeers = listRemoteCachePeers(cache);
         for  (Object cachePeer1 : cachePeers) {
             CachePeer cachePeer = (CachePeer) cachePeer1;
             try  {
                 cachePeer.put(element);
             catch  (Throwable t) {
                 LOG.error( "Exception on replication of putNotification. "  + t.getMessage() +  ". Continuing..." , t);
             }
         }
     }
 
     static  List listRemoteCachePeers(Ehcache cache) {
         CacheManagerPeerProvider provider = cache.getCacheManager().getCacheManagerPeerProvider( "RMI" );
         return  provider.listRemoteCachePeers(cache);
     }
 
异步Replicator的实现方式也很简单。以ElementPut事件为例,之前的同步Replicator是直接通知其他结点,异步Replicator将事件保存到队列中,
后台线程ReplicationThread会定时将队列中积压的事件发送到集群中其他结点。之前同步Replicator调用的CachePeer的单条增删改查方法,
这次ReplicationThread调用的是CachePeer的批量方法send()。
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     public  final  void  notifyElementPut( final  Ehcache cache,  final  Element element)  throws  CacheException {
         if  (notAlive()) {
             return ;
         }
 
         if  (!replicatePuts) {
             return ;
         }
 
         if  (replicatePutsViaCopy) {
             if  (!element.isSerializable()) {
                 if  (LOG.isWarnEnabled()) {
                     LOG.warn( "Object with key "  + element.getObjectKey() +  " is not Serializable and cannot be replicated." );
                 }
                 return ;
             }
             addToReplicationQueue( new  CacheEventMessage(EventMessage.PUT, cache, element,  null ));
         else  {
             if  (!element.isKeySerializable()) {
                 if  (LOG.isWarnEnabled()) {
                     LOG.warn( "Object with key "  + element.getObjectKey()
                             " does not have a Serializable key and cannot be replicated via invalidate." );
                 }
                 return ;
             }
             addToReplicationQueue( new  CacheEventMessage(EventMessage.REMOVE, cache,  null , element.getKey()));
         }
 
     }
 
     protected  void  addToReplicationQueue(CacheEventMessage cacheEventMessage) {
         if  (!replicationThread.isAlive()) {
             LOG.error( "CacheEventMessages cannot be added to the replication queue because the replication thread has died." );
         else  {
             synchronized  (replicationQueue) {
                 replicationQueue.add(cacheEventMessage);
             }
         }
     }
 
     private  final  class  ReplicationThread  extends  Thread {
         public  ReplicationThread() {
             super ( "Replication Thread" );
             setDaemon( true );
             setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
         }
 
         public  final  void  run() {
             replicationThreadMain();
         }
     }
 
     private  void  replicationThreadMain() {
         while  ( true ) {
             // Wait for elements in the replicationQueue
             while  (alive() && replicationQueue !=  null  && replicationQueue.size() ==  0 ) {
                 try  {
                     Thread.sleep(asynchronousReplicationInterval);
                 catch  (InterruptedException e) {
                     LOG.debug( "Spool Thread interrupted." );
                     return ;
                 }
             }
             if  (notAlive()) {
                 return ;
             }
             try  {
                 if  (replicationQueue.size() !=  0 ) {
                     flushReplicationQueue();
                 }
             catch  (Throwable e) {
                 LOG.error( "Exception on flushing of replication queue: "  + e.getMessage() +  ". Continuing..." , e);
             }
         }
     }
 
     private  void  flushReplicationQueue() {
         List replicationQueueCopy;
         synchronized  (replicationQueue) {
             if  (replicationQueue.size() ==  0 ) {
                 return ;
             }
 
             replicationQueueCopy =  new  ArrayList(replicationQueue);
             replicationQueue.clear();
         }
 
 
         Ehcache cache = ((CacheEventMessage) replicationQueueCopy.get( 0 )).cache;
         List cachePeers = listRemoteCachePeers(cache);
 
         List resolvedEventMessages = extractAndResolveEventMessages(replicationQueueCopy);
 
 
         for  ( int  j =  0 ; j < cachePeers.size(); j++) {
             CachePeer cachePeer = (CachePeer) cachePeers.get(j);
             try  {
                 cachePeer.send(resolvedEventMessages);
             catch  (UnmarshalException e) {
                 String message = e.getMessage();
                 if  (message.indexOf( "Read time out" ) !=  0 ) {
                     LOG.warn( "Unable to send message to remote peer due to socket read timeout. Consider increasing"  +
                             " the socketTimeoutMillis setting in the cacheManagerPeerListenerFactory. "  +
                             "Message was: "  + e.getMessage());
                 else  {
                     LOG.debug( "Unable to send message to remote peer.  Message was: "  + e.getMessage());
                 }
             catch  (Throwable t) {
                 LOG.warn( "Unable to send message to remote peer.  Message was: "  + t.getMessage(), t);
             }
         }
         if  (LOG.isWarnEnabled()) {
             int  eventMessagesNotResolved = replicationQueueCopy.size() - resolvedEventMessages.size();
             if  (eventMessagesNotResolved >  0 ) {
                 LOG.warn(eventMessagesNotResolved +  " messages were discarded on replicate due to reclamation of "  +
                         "SoftReferences by the VM. Consider increasing the maximum heap size and/or setting the "  +
                         "starting heap size to a higher value." );
             }
 
         }
     }
  
这里注意因为使用的是RMI通信方式,实际上CachePeer就是实现了RMI的Remote接口的存根对象。对CachePeer方法的调用就是对远程方法的调用。 所以上面两种Replicator调用CachePeer时,就是将缓存事件同步到远程了。
 
结束语
 
RMI方式的Ehcache集群的实现比较简单、易理解,但对于前端用Nginx做负载均衡时,连续的几次调用可能是转发到不同的后端Ehcache服务器上,
异步方式的Ehcache缓存同步会不会有问题呢?

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