EhCache

개요

전자정부 프레임워크에서 Cache Service는 EhCache 를 선정하여 가이드한다.

Spring Framework 6.2에서는 Cache Abstraction 을 통해 EhCache 등 다양한 저장소를 유연하게 사용할 수 있다. 아래에서는 EhCache 설명과 Bean 등록 방식의 사용법에 대하여 알아본다.

설명

EhCache를 이용하기 위한 기본 설정 및 기본 사용법에 대해서 설명한다.

Bootstrap Source

Cache를 사용하기 위해서 Cache Manager를 생성하는 방법을 샘플을 통해서 설명한다.

//클래스 패스를 이용하여 설정파일 읽어서 Cache Manager 생성하기.
URL url = getClass().getResource("/ehcache-default.xml");
manager = new CacheManager(url);

위에서 getResource를 통해서 읽어들이는 /ehcache-default.xml 의 파일 내용은 다음과 같다.

Configuration

<ehcache>
<diskStore path="user.dir/second"/>
   <cache name="sampleMem"
           maxElementsInMemory="3"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="360"
           timeToLiveSeconds="1000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"  
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
   </cache>
</ehcache>

Basic Usage Source

위에서 정의한 Cache Manager에서 Cache를 얻어서 기본적인 쓰고 읽고 지우는 것에 대한 샘플은 다음과 같다.

// cache Name을 가지고 cache 얻기
Cache cache = manager.getCache("sampleMem");
 
// 1.Cache에 데이터 입력
cache.put(new Element("key1", "value1"));
 
// 2.Cache로부터 입력한 데이터 읽기
Element value = cache.get("key1");
 
// 3. Cache에서 데이터 삭제
cache.remove("key1");

manager.getCache
- Manager를 이용하여 해당하는 Cache 얻기
cache.put
- Cache에 자료 입력 ( 같은 키 값에 대해서 다른 value를 입력하면 수정처리됨 )
cache.get
- Cache에서 자료 읽기
cache.remove
- Cache에서 자료 삭제

Cache Algorithm

Cache는 메모리를 이용하는 것을 기본으로 하기에 꼭 필요한 자료만을 관리하도록 보관 사이즈를 지정한다. 보관 사이즈를 넘어설 경우 불필요한 자료부터 삭제처리하는데, 필요한 자료에 대한 판단은 알고리즘을 통해서 한다. 지원되는 알고리즘은 LRU, FIFO, LFU 세 가지이고 각각에 대한 설정 및 사용법은 아래와 같다.

LRU Algorithm

최근에 이용한 것을 남기는 알고리즘으로 설정은 아래와 같이 한다.

Configuration

<cache name="sampleMem"
        maxElementsInMemory="3"
        ...
        memoryStoreEvictionPolicy="LRU">

위의 설정에서 최대 보관 엔트리 개수(maxElementsInMemory)는 3, 알고리즘은 LRU 로 설정된 것을 확인할 수 있다. 이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

Cache cache = manager.getCache("sampleMem");
...
cache.get("key2");
cache.get("key2");
cache.get("key1");
cache.get("key1");
cache.get("key3");

// 4. Put New element in cache.
cache.put(new Element("key4", "value4"));    	

// 5. get key2 but can't key2 
assertNull("Can't get key2",cache.get("key2"));

FIFO Algorithm

먼저 입력된 것을 제거하는 알고리즘으로 설정은 아래와 같이 한다.

Configuration

<cache name="sampleMemFIFO"
        maxElementsInMemory="3"
        ...
        memoryStoreEvictionPolicy="FIFO">

위의 설정에서 최대 보관 엔트리 개수(maxElementsInMemory)는 3, 알고리즘은 FIFO 로 설정된 것을 확인할 수 있다. 이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

   Cache cache = manager.getCache("sampleMemFIFO");
   cache.put(new Element("key1", "value1")); 
   cache.put(new Element("key2", "value2")); 
   cache.put(new Element("key3", "value3")); 
   ...
   cache.get("key2");
   cache.get("key2");
   cache.get("key1");
   cache.get("key1");
   cache.get("key3");
 
   // 4. Put New element in cache.
   cache.put(new Element("key4", "value4"));    	
 
   // 5. get key1 but can't key1 
   assertNull("Can't get key1",cache.get("key1"));

LFU Algorithm

가장 적게 이용된 것을 제거하는 알고리즘으로 설정은 아래와 같이 한다.

Configuration

   <cache name="sampleMemLFU"
           maxElementsInMemory="3"
           ...
           memoryStoreEvictionPolicy="LFU">

위의 설정에서 최대 보관 엔트리 개수(maxElementsInMemory)는 3, 알고리즘은 LFU 로 설정된 것을 확인할 수 있다. 이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

Cache cache = manager.getCache("sampleMemLFU");
cache.put(new Element("key1", "value1")); 
cache.put(new Element("key2", "value2")); 
cache.put(new Element("key3", "value3")); 
...
cache.get("key2");
cache.get("key2");
cache.get("key1");
cache.get("key1");
cache.get("key3");

// 4. Put New element in cache.
cache.put(new Element("key4", "value4"));    	

// 5. get key2 but can't key3 
assertNull("Can't get key3",cache.get("key3"));

Cache Size & Device

Cache에서 관리해야 하는 정보의 사이즈 설정 및 저장 디바이스 관련 설정을 할 수 있다.

Cache Device

디바이스 관련 설정은 메모리 관리 cache의 디스크 관리로의 이동관련 설정으로 메모리 관리 오브젝트 수가 넘었을 때 Disk로 이동여부, flush 호출시 파일로 저장 여부에 대한 설정이 있다. 이에 대한 설정 예시는 다음과 같다.

Configuration

<cache name="sampleDisk"
       overflowToDisk="true"
       diskPersistent="true"  
       ...>
</cache>

overflowToDisk
- 메모리 관리 오브젝트 넘었을 때 Disk로 이동 여부 (true, false)
diskPersistent
- flush시에 파일로 저장 여부 (true, false)

이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

Ehcache cache = manager.getCache("sampleDisk");

// 1. Put a content in Cache.
cache.put(new Element("key1", "value1"));

// 2. Get that item from Cache.
Element value = cache.get("key1");
assertEquals("value1", value.getValue().toString());

// 3. flush 를 한다.
cache.flush();		
File dataFile = new File(manager.getDiskStorePath()+ File.separator + "sampleDisk.data");
// 4. 파일로 저장 확인
assertTrue("File exists", dataFile.exists());

위의 샘플에서 flush 수행시 파일로 저장되는 것을 확인 할 수 있고, 메모리 관리 오브젝트 Disk이동 여부는 아래의 Cache Size의 예에서 확인한다.

Cache Size

사이즈 관련 설정은 메모리에서 관리해야 할 최대 오브젝트 수, 디스크에서 관리하는 최대 오브젝트 수에 대한 설정이 있다. 이에 대한 설정 예시는 다음과 같다.

Configuration

<cache name="sampleDisk"
       maxElementsInMemory="3"
       maxElementsOnDisk="2"
       overflowToDisk="true"
       ...>
</cache>

maxElementsInMemory
- 메모리에서 관리하는 최대 오브젝트 수
maxElementsOnDisk
- 디스크에서 관리하는 최대 오브젝트 수

이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

Cache cache = manager.getCache("sampleDisk");

// 1. Put 3 contents in Cache.
cache.put(new Element("key1", "value1"));
cache.put(new Element("key2", "value2"));
cache.put(new Element("key3", "value3"));

// 2. Put Fourth content in Cache.
cache.put(new Element("key4", "value4"));
assertEquals(3, cache.getMemoryStoreSize()); //Memory에는 세개 유지함
assertEquals(1, cache.getDiskStoreSize());   //Disk로 하나 넘어감.

// 3. Put 5~7 contens in Cache.    
cache.put(new Element("key5", "value5"));
cache.put(new Element("key6", "value6"));
cache.put(new Element("key7", "value7"));

// Disk Max Size에 관계 없이 모두 넘어감
assertEquals(3, cache.getMemoryStoreSize()); //Memory에는 세개 유지함
assertEquals(4, cache.getDiskStoreSize());   //Disk에는 2개를 넘어서서 4개 유지함.

// 메모리것을 디스크로 이동시킴
cache.flush();
// Disk의 Max Size 대로 변경됨.
assertEquals(0, cache.getMemoryStoreSize()); //Memory에는 없어짐.
assertEquals(2, cache.getDiskStoreSize());   //Disk에는 DiskMaxSize 대로 2개만 남김.

위의 예를 보면 cache.put에 의해서는 Disk의 MaxSize에 관계없이 계속 Memory에서 Disk로 넘어가지만 flush를 수행하면 최대 디스크 보관수만을 남기는 것을 확인 할 수 있다.

Distributed Cache

Ehcache는 Distributed Cache를 지원하는 방법으로 RMI, JGROUP, JMS등을 지원한다. 그 중에서 JGROUP와 ActiveMQ를 이용한 JMS 지원 설정 및 사용 방법을 설명한다. 자세한 설명은 Ehcache Documentation 참고.

Using JGroups

JGroups는 multicast 기반의 커뮤니케이션 툴킷으로 그룹을 생성하고 그룹멤버간에 메시지를 주고 받을 수 있도록 지원한다. 관련한 자세한 정보는 사이트 참고

Configuration

    <cacheManagerPeerProviderFactory class="net.sf.ehcache.distribution.jgroups.JGroupsCacheManagerPeerProviderFactory"
                                     properties="connect=UDP(mcast_addr=224.10.10.10;mcast_port=5555;ip_ttl=32;
                                     mcast_send_buf_size=150000;mcast_recv_buf_size=80000):
                                     PING(timeout=2000;num_initial_members=6):
                                     MERGE2(min_interval=5000;max_interval=10000):
                                     FD_SOCK:VERIFY_SUSPECT(timeout=1500):
                                     pbcast.NAKACK(gc_lag=10;retransmit_timeout=3000):
                                     UNICAST(timeout=5000):
                                     pbcast.STABLE(desired_avg_gossip=20000):
                                     FRAG:
                                     pbcast.GMS(join_timeout=5000;join_retry_timeout=2000;shun=false;print_local_addr=false)"
                                     propertySeparator="::"/>
    <cache name="cacheSync"
           maxElementsInMemory="1000"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="1000"
           timeToLiveSeconds="1000"
           overflowToDisk="false">
        <cacheEventListenerFactory class="net.sf.ehcache.distribution.jgroups.JGroupsCacheReplicatorFactory"
                                   properties="replicateAsynchronously=false, replicatePuts=true,
 												replicateUpdates=true, replicateUpdatesViaCopy=false,
 												replicateRemovals=true"/>
    </cache>

이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

// 위의 설정파일을 정보 읽어오기
URL url = this.getClass().getResource("/ehcache-distributed-jgroups.xml");
// 두개의 Cache Manager 생성
manager1 = new CacheManager(url);
manager2 = new CacheManager(url);

for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
    manager1.getEhcache(CACHE_SYNC).put(new Element(new Integer(i), "value"));
}		
// 리플리케이션을 위한 시간 필요함.     
Thread.currentThread().sleep(100);
// 리플리케이션이 되어 manager2에도 동일한 Cache 정보 입력됨 확인.
assertTrue(manager1.getEhcache(CACHE_SYNC).getKeys().size() == manager2.getEhcache(CACHE_SYNC).getKeys().size() );

Using ActiveMQ

ActiveMQ는 JMS 메세징 서비스를 제공하는 오픈 소스이다. 관련한 자세한 정보는 사이트 참조

Configuration

    <cacheManagerPeerProviderFactory
            class="net.sf.ehcache.distribution.jms.JMSCacheManagerPeerProviderFactory"
            properties="initialContextFactoryName=egovframework.rte.fdl.cache.distribute.TestActiveMQInitialContextFactory,
                providerURL=tcp://localhost:61616,
                replicationTopicConnectionFactoryBindingName=topicConnectionFactory,
                getQueueConnectionFactoryBindingName=queueConnectionFactory,
                replicationTopicBindingName=ehcache,
                getQueueBindingName=ehcacheGetQueue"
            propertySeparator=","
            />
 
    <cache name="CacheAsync"
           maxElementsInMemory="1000"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="1000"
           timeToLiveSeconds="1000"
           overflowToDisk="false">
 
           <cacheEventListenerFactory class="net.sf.ehcache.distribution.jms.JMSCacheReplicatorFactory"
                                   properties="replicateAsynchronously=true, 
                                                replicatePuts=true,
                                                replicateUpdates=true,
                                                replicateUpdatesViaCopy=true,
                                                replicateRemovals=true,
                                                asynchronousReplicationIntervalMillis=1000"
                                    propertySeparator=","/>
    </cache>

이 설정을 이용하여 설정에 대한 결과를 확인하는 소스는 다음과 같다.

Sample Source

URL url = this.getClass().getResource("/ehcache-distributed-activemq.xml");
manager1 = new CacheManager(url);
manager2 = new CacheManager(url);

cacheName = "CacheAsync";
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
    manager1.getEhcache("CacheAsync").put(new Element(new Integer(i), "value"));
}		

// replication 되는데 일정 시간이 필요함.
Thread.currentThread().sleep(1000);

assertTrue(manager1.getEhcache("CacheAsync").getKeys().size() == manager2.getEhcache("CacheAsync").getKeys().size() );

Spring Integration

Ehcache를 Spring Application Context에 Bean으로 등록하여 사용하는 방법을 설명한다. Bean 정의는 The IoC Container - Spring Framework 6.2 를 참조한다.

Configuration - Spring Application Context

<bean id="ehcache" class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheFactoryBean">
    <property name="cacheManager">
        <bean class="org.springframework.cache.ehcache.EhCacheManagerFactoryBean">
        <property name="configLocation" value="classpath:ehcache-default.xml"/>
        </bean>
    </property>    
</bean>

위와 같이 설정하면 Manager를 통하지 않고서 cache를 얻을 수 있다. ConfigLocation에 정의된 ehcache-default.xml은 Cache Basic의 Configuration에 설명한 설정파일과 동일한 것이다.

Sample Source

import jakarta.annotation.Resource;

@Resource(name="ehcache")
Ehcache gCache ;

// cache Name을 가지고 cache 찾기
Ehcache cache = gCache.getCacheManager().getCache("sampleMem");    	

cache.put(new Element("key1", "value1"));
Element value = cache.get("key1");

위의 예를 보면 ehcache를 이용하여 Ehcache를 가지고 오고 getCacheManager()를 통해서 이름을 통한 cache 정보를 읽어오는 것을 확인할 수 있다. 그 이후에는 위에서 설명한 것과 동일한 방식으로 사용하는 것을 확인 할 수 있다.

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EhCache

개요

설명

Bootstrap Source

Configuration

Basic Usage Source

Cache Algorithm

LRU Algorithm

Configuration

Sample Source

FIFO Algorithm

Configuration

Sample Source

LFU Algorithm

Configuration

Sample Source

Cache Size & Device

Cache Device

Configuration

Sample Source

Cache Size

Configuration

Sample Source

Distributed Cache

Using JGroups

Configuration

Sample Source

Using ActiveMQ

Configuration

Sample Source

Spring Integration

Configuration - Spring Application Context

Sample Source

참고 문서