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编程问答

设计一套基于NHibernate二级缓存的MongoDB组件（上）

發(fā)布時(shí)間：2025/3/17 编程问答 26 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了设计一套基于NHibernate二级缓存的MongoDB组件（上）小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

摘要：NHibernate Contrib 支持很多第三方的二級緩存，如SysCache，MemCache，Prevalence等等，但是沒有MongoDB的，于是自己擴(kuò)展了一個(gè)支持MongoDB的緩存組件（NHibernate.Caches.MongoDBCache.dll）。本篇先把組件的源代碼開放出來。

一、背景

???? 在NHibernate的Contrib貢獻(xiàn)項(xiàng)目官方網(wǎng)站（NHibernateContrib項(xiàng)目是由NHibernate開發(fā)團(tuán)隊(duì)或者終端用戶根據(jù)需要自行編譯并貢獻(xiàn)的一系列的程序）中，擁有一個(gè)NHibernate.Caches的項(xiàng)目，里面包含汗多基于NHibernate二級緩存的組件，其中包括有：

NHibernate.Caches.MemCache：基于memcached分布式存儲的緩存組件。這個(gè)大家都比較熟悉了就不多說了，詳細(xì)可查閱相關(guān)信息。

NHibernate.Caches.Prevalence：基于Bamboo.Prevalence的緩存組件。它可產(chǎn)生一系列的緩存目錄，通過緩存目錄可以從文件中獲取數(shù)據(jù)，并且在緩存目錄中通過Snapshot，也就是快照，可以進(jìn)行斷點(diǎn)保存。詳細(xì)介紹請看我的文章：（在Spring.Net中對于NHibernate.Caches.Prevalence的使用）

NHibernate.Caches.SharedCache：基于MergeSystem.Indexus.WinServiceCommon、MergeSystem.Indexus.WinService和MergeSystem.Indexus.Notify的分布式存儲的緩存組件。用于在動態(tài)WEB或Win應(yīng)用程序中減少數(shù)據(jù)庫的負(fù)責(zé)，提高訪問速度。

NHibernate.Caches.SysCache：我們通常DotNet上所使用的System.Web.Caching.Cache。

NHibernate.Caches.SysCache2：同上。不同的是增加了對于SQL2005的緩存依賴的支持。

NHibernate.Caches.Velocity：基于微軟推出的分布式緩存Velocity組件。跟memcached一樣，“Velocity”維護(hù)一張大的哈希表，這張表可以跨越多個(gè)服務(wù)器，你可以通過添加或者減少服務(wù)器來平衡系統(tǒng)壓力。

二、什么是MongoDB？

????? MongoDB是一個(gè)基于分布式文檔存儲的數(shù)據(jù)庫。旨在為WEB應(yīng)用提供可護(hù)展的高性能數(shù)據(jù)存儲解決方案。它是一個(gè)介于關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的產(chǎn)品，是非關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中功能最豐富，最像關(guān)系數(shù)據(jù)庫的。他支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常松散，是類似json的bjson格式，因此可以存儲比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。Mongo最大的特點(diǎn)是他支持的查詢語言非常強(qiáng)大，其語法有點(diǎn)類似于面向?qū)ο蟮牟樵冋Z言，幾乎可以實(shí)現(xiàn)類似關(guān)系數(shù)據(jù)庫單表查詢的絕大部分功能，而且還支持對數(shù)據(jù)建立索引。它的特點(diǎn)是高性能、易部署、易使用，存儲數(shù)據(jù)非常方便。

MongoDB官方服務(wù)端下載地址：http://www.mongodb.org/downloads

MongoDB官方客戶端（.NET）下載地址：https://github.com/samus/mongodb-csharp

三、準(zhǔn)備工作

服務(wù)器端下載下來后，首先要安裝MongoDB，大家可以參考下這篇文章：http://www.cnblogs.com/mamboer/archive/2010/03/05/1679292.html

在你開發(fā)之前必須先吧MongoDB的服務(wù)或者控制臺啟動。這里我采用啟動控制臺。

從圖中看出，MongoDB采用的默認(rèn)端口是27017，并且在我安裝的時(shí)候，將MongoDB的數(shù)據(jù)庫目錄配置在：C:\data\db上。

????? 現(xiàn)在開始，我要增加一個(gè)支持MongoDB的緩存組件，那么首先要先了解它們二級緩存流程的一些機(jī)制，本篇先不具體談它的原理（會在下篇具體描述），先談下它是如何實(shí)現(xiàn)的，要研究如何實(shí)現(xiàn)其實(shí)很簡單，依葫蘆畫瓢，去看人家寫的代碼。

四、分析與實(shí)現(xiàn)

1. 在Spring.NET關(guān)于NHibernate的配置中，可以啟用二級緩存其中有個(gè)配置節(jié)點(diǎn)是：

<entry?key="cache.provider_class"?value="NHibernate.Cache.HashtableCacheProvider"/>

HashtableCacheProvider是NHibernate二級緩存中自帶的默認(rèn)的緩存提供程序。而HashtableCacheProvider繼承的是ICacheProvider接口，于是要創(chuàng)建一個(gè)支持MongoDB的緩沖提供程序，就必須繼承它。

2. 創(chuàng)建一個(gè)MongoDBCacheProvider類：

代碼 ????///?<summary>
????///?MongoDB緩存提供程序
????///?</summary>
????public?class?MongoDBCacheProvider?:?ICacheProvider
????{
????????private?static?readonly?ILog?log?=?LogManager.GetLogger(typeof(MongoDBCacheProvider));

????????static?MongoDBCacheProvider()
????????{

????????}

????????public?ICache?BuildCache(string?regionName,?IDictionary<string,?string>?properties)
????????{
????????????if?(regionName?==?null)
????????????{
????????????????regionName?=?string.Empty;
????????????}
????????????if?(properties?==?null)
????????????{
????????????????properties?=?new?Dictionary<string,?string>();
????????????}
????????????if?(log.IsDebugEnabled)
????????????{

????????????}

????????????return?new?MongoDBCache(regionName,?properties);
????????}

????????public?long?NextTimestamp()
????????{
????????????return?Timestamper.Next();
????????}

????????public?void?Start(IDictionary<string,?string>?properties)
????????{
????????}

????????public?void?Stop()
????????{
????????}
????}

這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)初步的MongoDB緩存提供程序的構(gòu)架。注意到BuildCache方法返回的是一個(gè)ICache對象。這里就必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)繼承ICache接口的MongoDB緩存對象。

3. 看下ICache都定義了哪些接口方法和屬性：

代碼 public?interface?ICache?
{?

????void?Clear();?
????void?Destroy();?
????object?Get(object?key);?
????void?Lock(object?key);?
????long?NextTimestamp();?
????void?Put(object?key,?object?value);?
????void?Remove(object?key);?
????void?Unlock(object?key);?

????string?RegionName?{?get;?}?
????int?Timeout?{?get;?}?
}

從字面上解釋，應(yīng)該大家都能夠明白的：Clear清空緩存，Destroy和Clear類似，但是具體問題具體分析，Get取緩存，Lock鎖定緩存，在ReadWrite模式的緩存上需要使用到，NextTimestamp下一時(shí)間段的時(shí)間戳，Put設(shè)置緩存，Remove清除指定的緩存數(shù)據(jù)，Unlock解除鎖定，同樣在ReadWrite模式的緩存上需要使用，RegionName區(qū)域名稱，Timeout緩存過期時(shí)間。

4. 創(chuàng)建一個(gè)MongoDBCache的緩存類：

在它的構(gòu)造函數(shù)中的代碼：

代碼 ????????public?MongoDBCache(string?regionName,?IDictionary<string,?string>?properties)
????????{
????????????_regionName?=?regionName;

????????????if?(properties?!=?null)
????????????{
????????????????string?dbName?=?string.Empty;
????????????????if?(properties.TryGetValue("mongodb.dasebaseName",?out?dbName))
????????????????{
????????????????????if?(!string.IsNullOrEmpty(dbName))
????????????????????{
????????????????????????_dbName?=?dbName;
????????????????????}
????????????????}

????????????????string?connectionString?=?string.Empty;
????????????????if?(properties.TryGetValue("mongodb.connectionString",?out?connectionString))
????????????????{
????????????????????if?(!string.IsNullOrEmpty(connectionString))
????????????????????{
????????????????????????_connectionString?=?connectionString;
????????????????????}
????????????????}

????????????????string?pattern?=?string.Empty;
????????????????if?(properties.TryGetValue("mongodb.pattern",?out?pattern))
????????????????{
????????????????????if?(!string.IsNullOrEmpty(pattern))
????????????????????{
????????????????????????_pattern?=?pattern;
????????????????????}
????????????????}

????????????????string?regionPrefix?=?string.Empty;
????????????????if?(properties.TryGetValue("regionPrefix",?out?regionPrefix))
????????????????{
????????????????????if?(!string.IsNullOrEmpty(regionPrefix))
????????????????????{
????????????????????????_regionPrefix?=?regionPrefix;
????????????????????}
????????????????}
????????????}

????????????mongo?=?new?Mongo(_connectionString);

????????????//?連接
????????????mongo.Connect();

????????????//?獲取Mongo數(shù)據(jù)庫實(shí)體
????????????db?=?mongo[_dbName];
????????}

其中可以看出這里需要連接mongo的對象，并且指定它的數(shù)據(jù)庫。

而在它的析構(gòu)函數(shù)中：

代碼 ~MongoDBCache()?
{?
????Dispose();?
}?

///?<summary>?
///?釋放資源?
///?</summary>?
public?void?Dispose()?
{?
????//?關(guān)閉連接?
????mongo.Disconnect();?
????//?釋放mongo資源?
????mongo.Dispose();?
}

必須關(guān)閉mongo的連接，并且釋放mongo資源。

對于存儲緩存數(shù)據(jù)（存在Mongo數(shù)據(jù)庫的表中）：

設(shè)置緩存數(shù)據(jù)Put ????????public?void?Put(object?key,?object?value)
????????{
????????????if?(key?==?null)
????????????{
????????????????throw?new?ArgumentNullException("key",?"null?key?not?allowed");
????????????}
????????????if?(value?==?null)
????????????{
????????????????throw?new?ArgumentNullException("value",?"null?value?not?allowed");
????????????}
????????????if?(log.IsDebugEnabled)
????????????{
????????????????log.DebugFormat("setting?value?for?item?{0}",?key);
????????????}

????????????string?hashKey?=?GetAlternateKeyHash(key);

????????????GenerateTableName(key);

????????????Console.WriteLine(string.Format("Put------Key:{0},?Value:{1}",?hashKey,?value.ToString()));

????????????IMongoCollection<Document>?table?=?db.GetCollection<Document>(TableName);

????????????IDictionary<string,?object>?dict?=?new?Dictionary<string,?object>();
????????????dict.Add("Key",?hashKey);

????????????Document?query?=?new?Document(dict);

????????????//?查詢
????????????Document?document?=?table.FindOne(query);

????????????try
????????????{
????????????????if?(document?==?null)
????????????????{
????????????????????IDictionary<string,?object>?newDict?=?new?Dictionary<string,?object>();
????????????????????newDict.Add("Value",?SerializeHelper.BinarySerialize(value));
????????????????????newDict.Add("Key",?hashKey);
????????????????????newDict.Add("Type",?value.GetType().Name);
????????????????????newDict.Add("Date",?DateTime.Now.ToString());

????????????????????document?=?new?Document(newDict);
????????????????}
????????????????else
????????????????{
????????????????????document["Value"]?=?SerializeHelper.BinarySerialize(value);
????????????????????document["Type"]?=?value.GetType().Name;
????????????????????document["Date"]?=?DateTime.Now.ToString();
????????????????}

????????????????//?保存Document
????????????????table.Save(document);
????????????}
????????????catch
????????????{
????????????}
????????????finally
????????????{
????????????}
????????}

這里會將value對象序列化為字節(jié)數(shù)組，有人會問為什么不直接存儲對象呢，還需要序列化，這是由于它的存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定的，它最后在數(shù)據(jù)庫中形成的結(jié)果為一個(gè)BSON結(jié)構(gòu)；還有人會問可以把它序列化為JSON字符串嗎，我也做過嘗試，但是后來發(fā)現(xiàn)value實(shí)際上的類型是CacheItem或者CacheEntity，它們都沒有無參的構(gòu)造函數(shù)，所以無法反序列化。因此，這里我采用了字節(jié)轉(zhuǎn)換的方式。

從代碼中，可以看到document包含Key，Value，Type，Date（非必須的）的字段，其中Type在獲取緩存數(shù)據(jù)（Get）的時(shí)候非常有用。

對于獲取數(shù)據(jù)：

獲取緩存數(shù)據(jù)Get ????????public?object?Get(object?key)
????????{
????????????string?hashKey?=?GetAlternateKeyHash(key);

????????????GenerateTableName(key);

????????????Console.WriteLine(string.Format("Get------Key:{0}",?hashKey));

????????????IMongoCollection<Document>?table?=?db.GetCollection<Document>(TableName);

????????????IDictionary<string,?object>?dict?=?new?Dictionary<string,?object>();
????????????dict.Add("Key",?hashKey);

????????????Document?query?=?new?Document(dict);

????????????//?查詢
????????????Document?document?=?table.FindOne(query);

????????????if?(document?!=?null)
????????????{
????????????????try
????????????????{
????????????????????byte[]??bytes?=?((MongoDB.Binary)document["Value"]).Bytes;

????????????????????#region?反序列化字節(jié)數(shù)組

????????????????????if?(string.Equals(document["Type"].ToString(),?typeof(CacheEntry).Name,?StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase))
????????????????????{
????????????????????????return?SerializeHelper.BinaryDeSerialize<CacheEntry>(bytes);
????????????????????}
????????????????????else?if?(string.Equals(document["Type"].ToString(),?typeof(CachedItem).Name,?StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase))
????????????????????{
????????????????????????return?SerializeHelper.BinaryDeSerialize<CachedItem>(bytes);
????????????????????}
????????????????????else?if?(string.Equals(document["Type"].ToString(),?typeof(List<Object>).Name,?StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase))
????????????????????{
????????????????????????return?SerializeHelper.BinaryDeSerialize<List<Object>>(bytes);
????????????????????}
????????????????????else?if?(string.Equals(document["Type"].ToString(),?typeof(Int64).Name,?StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase))
????????????????????{
????????????????????????return?SerializeHelper.BinaryDeSerialize<Int64>(bytes);
????????????????????}
????????????????????else?if?(string.Equals(document["Type"].ToString(),?typeof(CacheLock).Name,?StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase))
????????????????????{
????????????????????????return?SerializeHelper.BinaryDeSerialize<CacheLock>(bytes);
????????????????????}
????????????????????else
????????????????????{
????????????????????????return?null;
????????????????????}

????????????????????#endregion
????????????????}
????????????????catch
????????????????{
????????????????????return?null;
????????????????}
????????????}
????????????return?null;
????????}

其中Document document = table.FindOne(query);是從表中根據(jù)指定的Document查詢數(shù)據(jù)。并且對于字節(jié)數(shù)據(jù)Value字段，必須進(jìn)行字節(jié)反序列化。

在Spring.NET對于NH的配置節(jié)點(diǎn)中可以這樣子寫：

代碼 ?
<entry?key="cache.provider_class"?value="NHibernate.Caches.MongoDBCache.MongoDBCacheProvider,?NHibernate.Caches.MongoDBCache"?/>?
<entry?key="mongodb.dasebaseName"?value="xinogxt"?/>?
<entry?key="mongodb.connectionString"?value="servers=127.0.0.1:27017"?/>?
<entry?key="mongodb.pattern"?value="^TestWebServer\.Model\..+?"/>

其中mongodb.dasebaseName是給MongoDB配置的數(shù)據(jù)庫名稱；mongodb.connectionString是MongoDB服務(wù)的連接字符串；mongodb.pattern是為了作為表名稱的匹配正則表達(dá)式，可以看下這段代碼：

代碼 ///?<summary>?
///?生成表格名稱?
///?</summary>?
///?<param?name="key"></param>?
private?void?GenerateTableName(object?key)?
{?
????if?(key?is?CacheKey)?
????{?
????????CacheKey?cacheKey?=?(CacheKey)key;?

????????//?判斷是否匹配正則表達(dá)式?
????????if?(Regex.IsMatch(cacheKey.EntityOrRoleName,?_pattern))?
????????{?
????????????_tableName?=?cacheKey.EntityOrRoleName.Replace(".",?"_");?
????????}?
????}?
}

它是通過CacheKey的EntityOrRoleName屬性，進(jìn)行篩選，比如：這里的EntityOrRoleName為”“TestWebServer.Model.TblEnterprise”的字符串（這是一個(gè)NH自動生成的實(shí)體類），我給它的正則表達(dá)式為“^TestWebServer\.Model\..+?”，那么它匹配了，我就取它的這個(gè)字符串為表名稱，最后的表名為：“TestWebServer_Model_TblEnterprise”。這樣我緩存每一個(gè)實(shí)體，都能夠自動創(chuàng)建相應(yīng)的一個(gè)Mongo表。

5. 看下運(yùn)行的結(jié)果：

測試代碼如下：

[Test]?
public?void?EnterpriseDaoTest6()?
{?
????IEnterpriseDao?dao?=?(IEnterpriseDao)applicationContext.GetObject("EnterpriseDao");?
????ITblEnterprise?enterprise?=?dao.GetInfo(1);

????…

}

第一次執(zhí)行：

第一次的時(shí)候，執(zhí)行了數(shù)據(jù)庫的SELECT的SQL語句。

我查看本地目錄以及用MongoVUE客戶端工具查看了下Mongo數(shù)據(jù)庫：

緩存數(shù)據(jù)已經(jīng)存在目錄（數(shù)據(jù)庫）中。

第二次執(zhí)行：

發(fā)現(xiàn)這里沒有執(zhí)行SQL。

說明MongoDB緩存成功。

6. 通過對對于NHibernate二級緩存機(jī)制的理解，我們完全可以擴(kuò)展屬于我們自己的緩存組件。不僅僅是作為MongoDB為載體的緩存實(shí)現(xiàn)。

因此，在下一篇文章中，我將重點(diǎn)介紹關(guān)于NHibernate二級緩存機(jī)制的原理，并且繼續(xù)深入探討MongoDB緩存組件的相關(guān)原理。

NHibernate.Caches.MongoDBCache.dll項(xiàng)目源代碼下載：NHibernate.Caches.MongoDBCache.rar

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的设计一套基于NHibernate二级缓存的MongoDB组件（上）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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