重学SpringBoot3-集成Hazelcast

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Hazelcast 是一个流行的开源内存数据网格平台，可以用于分布式数据存储、缓存、会话管理和流处理。它具备水平扩展能力，并提供内存数据存储的高性能。通过将 Hazelcast 与 Spring Boot 3 结合，可以让开发者轻松实现分布式缓存、数据共享、会话管理等功能。

在这篇博客中，我们将详细介绍如何将 Hazelcast 整合到 Spring Boot 3 应用中，并探讨 Hazelcast 在分布式环境中的作用和优势。

1. Hazelcast 的作用

在分布式系统中，数据的一致性、可用性和性能至关重要。Hazelcast 通过其内存数据网格（IMDG）的特性，提供了一种集成式的解决方案：

1. 分布式缓存：Hazelcast 可作为一个高性能的缓存系统，将经常访问的数据存储在内存中，减少数据库访问，提升应用性能。
2. 会话管理：它支持分布式会话管理，在多实例的微服务环境中，可以将用户的会话信息存储到 Hazelcast 中，确保用户在不同实例之间的会话一致性。
3. 分布式数据存储：Hazelcast 允许你将数据分布在多个节点中，这有助于实现数据的高可用性和容错性。
4. 集群管理：Hazelcast 支持动态集群管理，节点可以随时加入或离开集群，而不会影响系统的稳定性。
5. 分布式锁：在分布式环境中，可以通过 Hazelcast 实现分布式锁，用于防止数据竞争问题。

接下来，我们将介绍如何将 Hazelcast 与 Spring Boot 3 进行整合，打造高效的分布式缓存应用。

2. Spring Boot 3 整合 Hazelcast 的步骤

2.1 添加 Hazelcast 依赖

首先，你需要在项目的 pom.xml 中添加 Hazelcast 相关的依赖：

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.hazelcast</groupId>
            <artifactId>hazelcast</artifactId>
            <version>5.3.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.hazelcast</groupId>
            <artifactId>hazelcast-spring</artifactId>
            <version>5.3.0</version>
        </dependency>

hazelcast-spring 提供了与 Spring 框架的集成支持。

2.2 配置 Hazelcast 实例

Hazelcast 可以通过 XML 或 Java 配置文件进行配置。为了简单起见，我们使用 Java 配置方式创建一个默认的 Hazelcast 配置实例：

import com.hazelcast.config.Config;
import com.hazelcast.config.MapConfig;
import com.hazelcast.config.EvictionPolicy;
import com.hazelcast.config.MaxSizePolicy;
import com.hazelcast.core.HazelcastInstance;
import com.hazelcast.core.Hazelcast;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class HazelcastConfig {

    @Bean
    public HazelcastInstance hazelcastInstance() {
        Config config = new Config();
        
        // 配置分布式 Map
        MapConfig mapConfig = new MapConfig();
        mapConfig.setName("my-distributed-map");
        mapConfig.setMaxSizeConfig(new MapConfig.MaxSizeConfig(200, MaxSizePolicy.FREE_HEAP_SIZE));
        mapConfig.setEvictionPolicy(EvictionPolicy.LRU);  // 最近最少使用策略
        mapConfig.setTimeToLiveSeconds(60);  // 设置 TTL 为 60 秒

        config.addMapConfig(mapConfig);
        return Hazelcast.newHazelcastInstance(config);  // 启动 Hazelcast 实例
    }
}

在这个配置中，我们创建了一个名为 my-distributed-map 的 Hazelcast 分布式 Map，并设置了以下配置：

• 最大大小：设置了缓存的最大堆内存使用量。
• 驱逐策略：使用 LRU（最近最少使用）策略来决定缓存对象的移除。
• 生存时间：设置每个缓存对象的 TTL 为 60 秒。

3. 集成 Hazelcast 与 Spring Boot 缓存

接下来，我们需要启用 Spring 的缓存功能，并使用 Hazelcast 作为缓存提供者。为此，我们可以使用 Spring Boot 的注解驱动缓存功能。

首先，启用缓存功能：

import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {
    // Hazelcast 已在 HazelcastConfig 中配置，无需额外操作
}

然后，你可以使用 Spring 的缓存注解来在你的服务层启用缓存。以下是一个示例：

package com.coderjia.boot317hazelcast.service;

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * @author CoderJia
 * @create 2024/10/23 下午 10:45
 * @Description
 **/
@Service
public class ProductService {

    @Cacheable(value = "my-distributed-map", key = "#id")
    public String getProductById(Long id) {
        // 模拟获取数据的耗时操作
        try {
            System.out.println("从数据库查数据id:" + id);
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        return "Product-" + id;
    }
}

这里，@Cacheable 注解指定了缓存的名称 my-distributed-map，并且指定 id 作为缓存的键。在第一次调用 getProductById() 时，方法的结果将被缓存。随后的相同 ID 调用将直接从 Hazelcast 缓存中获取结果，而不会再次执行耗时操作。

4. 验证 Hazelcast 缓存

启动 Spring Boot 应用后，你可以通过调用 ProductService 来验证缓存是否生效。

package com.coderjia.boot317hazelcast.controller;

import com.coderjia.boot317hazelcast.service.ProductService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @author CoderJia
 * @create 2024/10/23 下午 10:45
 * @Description
 **/
@RestController
public class Controller {

    @Autowired
    private ProductService productService;

    @GetMapping("/test")
    public void testCache() {
        // 第一次调用，触发实际方法执行
        System.out.println(productService.getProductById(1L));

        // 第二次调用，应该从缓存中获取结果
        System.out.println(productService.getProductById(1L));
    }
}

你会发现第二次调用时，结果会立即返回，而不会再有耗时操作。

第一次调接口：

第二次调接口，此时缓存还在有效期中。

5. Hazelcast 集群配置

Hazelcast 的强大之处在于其原生支持集群。在多实例的微服务环境中，Hazelcast 实例可以自动发现并组成集群，实现数据的共享和同步。可以通过以下方式启用集群配置：

@Bean
public HazelcastInstance hazelcastInstance() {
    Config config = new Config();
    config.getNetworkConfig().getJoin().getMulticastConfig().setEnabled(true);  // 启用多播发现
    return Hazelcast.newHazelcastInstance(config);
}

当多个 Hazelcast 实例在同一网络中运行时，它们会自动发现并组成集群，提供高可用性和负载均衡。

6. 总结

在这篇文章中，我们介绍了如何将 Hazelcast 集成到 Spring Boot 3 中，并展示了它作为分布式缓存的用法。Hazelcast 的优势包括分布式缓存、会话管理、数据共享和分布式锁等功能，非常适合在微服务环境中使用。

Hazelcast 的作用总结：

1. 分布式缓存：缓存常用数据，减轻数据库压力，提高性能。
2. 会话管理：在多实例环境中管理用户会话，实现会话共享。
3. 数据共享：在分布式系统中共享数据，实现高可用性和容错性。
4. 分布式锁：实现分布式系统中的并发控制。

通过 Hazelcast，我们可以轻松构建高性能、高可用的分布式应用。未来可以进一步探索 Hazelcast 的更多特性，比如分布式事件处理、分布式集合和流处理等。