Shiro中的缓存定义与实现

缓存介绍

由于缓存模块不被Shiro认为是其安全框架的核心功能，另外，已存在很多底层的缓存管理组件可供选择（如JCache，Ehcache，JCS，OSCache，JBossCache，TerraCotta，Coherence，GigaSpaces等)。基于此点，Shiro本身并没有实现完整的Cache机制，只是在其上做了一层抽象（包装）API，允许用户自己配置其选择的缓存框架。

Cache<K, V> 接口

Shiro抽象了缓存接口Cache<K, V>用来缓存临时对象，以提高性能：

public interface Cache<K, V> {

    public V get(K key) throws CacheException;

    public V put(K key, V value) throws CacheException;

    public V remove(K key) throws CacheException;

    public void clear() throws CacheException;

    public int size();

    public Set<K> keys();

    public Collection<V> values();
}

而MapCache<K, V>是Cache接口的一个实现，它使用Map实例来存储和检索缓存数据；

CacheManager接口

Shiro定义了CacheManager接口，用来提供并维护缓存对象的生命周期。此接口定义如下：

public interface CacheManager {

    /**
     * 获取指定名称的缓存对象，如果此名称的缓存对象不存在，创建一个新的缓存对象并返回.
     */
    public <K, V> Cache<K, V> getCache(String name) throws CacheException;
}

AbstractCacheManager是CacheManager的一个简单实现抽象类，研究一下源码可以知道：

• 缓存管理器会持有所有创建的Cache实例对象(以ConcurrentMap方式保存在内存中）：

private final ConcurrentMap<String, Cache> caches;
public AbstractCacheManager() {
        this.caches = new ConcurrentHashMap<String, Cache>();
}

• Cache实例的真正创建留给了子类去实现，在AbstractCacheManager抽象类中只定义了抽象方法：

public <K, V> Cache<K, V> getCache(String name) throws IllegalArgumentException, CacheException {
        ...

        Cache cache;

        cache = caches.get(name);
        if (cache == null) {
            cache = createCache(name);
            Cache existing = caches.putIfAbsent(name, cache);
            if (existing != null) {
                cache = existing;
            }
        }

        return cache;
}
protected abstract Cache createCache(String name) throws CacheException;

除了抽象类之外，Shiro还提供了基于内存的简单的CacheManager实现类MemoryConstrainedCacheManager，此实现可以用于生产环境：

public class MemoryConstrainedCacheManager extends AbstractCacheManager {

    @Override
    protected Cache createCache(String name) {
        return new MapCache<Object, Object>(name, new SoftHashMap<Object, Object>());
    }
}

1. 此实现不会导致内存泄露；
2. 此实现使用SoftHashMap实现缓存，基于运行时环境自动调整内存大小，并进行垃圾回收；
3. 此实现是线程安全的；
4. 此实现只是简单的内存缓存实现，不提供企业级功能，如缓存一致性，乐观锁定，故障转移及其他类似功能。如果需要更多的企业功能，请考虑使用由企业级缓存产品支持的不同CacheManager实现（如`Hazelcast，

• EhCache，TerraCotta，Coherence，GigaSpaces等`）

UML图

缓存相关的类图如下：

CacheManager-1.png

如上图所示：

1. Cache接口对缓存操作进行了抽象，它有一个实现类为MapCache，使用Map实例来进行缓存实现。
2. CacheManager接口用来管理缓存Cache及其生命周期。
3. Shiro默认提供了CacheManager的简单内存实现MemoryConstrainedCacheManager，可用于生产环境；

问题待解答

1. 如果用户不进行缓存的配置，默认是否使用的最简单的内存实现？是怎么用的？
2. 如果用户想自己配置缓存框架，如何进行配置？