Infinispan - NoSQL für den Enterprise Java Alltag

Infinispan - NoSQL für den Enterprise Java

Orientation in Objects GmbH

Weinheimer Str. 6868309 Mannheim

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Alltag

Ihr Sprecher

Christian Dedek

Trainer, Berater, Entwickler

SchwerpunkteSoftwarearchitektur

Qualitätsmanagement Performanceoptimierung

Gliederung

• NoSQL und Java EE

• Infinispan

• Integrationsszenarien

• Ausblick

Gliederung

• Infinispan

• Ausblick

NoSQL vs. Java EE

• NoSQL– Datenspeicher ohne festgelegte Tabellenschemata– skalieren horizontal– keine strenge Spezifikation( viele gut diskutierte/erprobte Konzepte)– viele Implementierungen auf verschiedenen Konzepten basierend

• Java EE– strenge Spezifikation einer Softwarearchitektur

– strenge Spezifikation einer Softwarearchitektur – transaktionsbasierte Ausführung von Java-Komponenten– auf transkaktionsbasiertem Konzept beruhende Teilstandards

• JTA/JCA/JPA/JMS/JDBC

– Horizontale Skalierung als Konzept für High Availability• Antwortzeiten• Ausfall von Knoten

– (insbesondere gedacht für Web-Anwendungen)

• Dokumentenorientierte Datenbanken• Graphendatenbanken• Key-Value-Stores

– Diskbasiert– RAM-Cache– Sortierte Key-Value-Stores

• Eventually Consistent Stores• MultivalueDatenbanken• Objektdatenbanken• Spaltenorientierte Datenbank

CAP-Theorem ( nach E. Brewer PODC Symposium 2000)

• Consistency – roughly meaning that all clients of a data store get responses to

requests that ‘make sense’. For example, if Client A writes 1 then 2 to location X, Client B cannot read 2 followed by 1.

• Availability– all operations on a data store eventually return successfully. We say

that a data store is ‘available’ for, e.g. write operations.

• Partition tolerance– “The network will be allowed to lose arbitrarily many messages sent

from one node to another”– if the network stops delivering messages between two sets of servers,

will the system continue to work correctly?

CAP Theorem und JTA

Consistency

JTA JTA

AvailabilityPartion

Tolerance

JTA JTA

Data Grid vs. Distributed DBMS

Consistency

Data Distributed

AvailabilityPartion

Tolerance

Data Grid

DistributedDBMS

JSR 107(347) Elastic Data Grid für Java EE

Servlet

Node 1EJB

AppserverJSR 107

Node 1

JSR 107

Node 2

Data Grid

Node 3

Node 2

JSR 107

Node 3

Node 2

Secondary Store

JSR 107 API - Standard für einen Distributed HashTable

• Distributed HashTable– javax.cache.Cache

• ähnlich java.util.ConcurrentMap

• Managementschnittstellen– javax.cache.CacheManager– javax.cache..CacheListener

• Annotationen z.B.– @CacheResult,@CacheKeyParam,@CacheRemove.

javax.cache.CacheLoader

JEEApplication

1. Get

• Secondary Store

CacheLoader

2. load

javax.cache.CacheWriter

JEEApplication

1. Put

• Secondary Store

CacheWriter

2. store

Expiration

Gliederung

• Infinispan

• Ausblick

Infinispan

• Key-Value-Store– Distributed HashTable(JSR 107/347)– Transactional (JTA)– Low-latency (RAM)– Optional persist to disk

• Open Source Data Grid Plattform (LGPL)– JBoss/Red Hat

– JBoss/Red Hat

• Java and Scala• Nicht nur für die JVM gedacht• in verschiedenen Modi einsetzbar

– Embedded– Client/Server(Data Grid)

Consistency

AvailabilityPartion

Tolerance

Infinispan DistributedDBs

Local Embedded Mode

Application

Data Access

0./3. Query

SecondaryStore

2. Read Cache

1. get4. Read

Local Embedded Mode II

• Code in der gleiche VM wie infinispan• wenig Konfigurationsarbeit

– Mit default EinstellungenDefaultCacheManager cacheManager = new DefaultCacheManager();

Cache<String, String> cache = cacheManager.getCache( );

– Mit eigenen Einstellungen z.B: Clustereinstellungen

DefaultCacheManager cacheManager = newDefaultCacheManager(„cluster.xml");

Cache<String, String> cache = cacheManager.getCache( );

Infinispan und Java EE Clustering

Application

Data Access

0./4. Query

Application

Data Access

0. Update

1. get5. get

1.x Store A1 2. Read A

• Secondary Store

Clustered Embedded Mode

Application

Data Access

0./4. Query

Application

Data Access

Application

Data Access

2. get5. put

• Secondary Store

3./6. load/Store

JEEApplication

Data Access

JEEApplication

Data Access

2. Put

0. query

Replication

JEEApplication

Data Access

CacheCache

1. Store

• Secondary Store

Replicate Replicate

JEEApplication

Data Access

4. get

3. query

Invalidation

JEEApplication

Data Access

JEEApplication

Data Access

1. Put

0. query

4. get

CacheCache

• Secondary Store

Invalidate Invalidate

2. Store

5. load

JEEApplication

Data Access

2. get

0. query

Distribution [numOwner=2]

JEEApplication

Data Access

JEEApplication

Data Access

CacheCache

1. Read

• Secondary Store

Client/Server Mode

Non JavaApplication

Plenty

JEEApplication

Data Access

JSEApplication

Data Access

Hotrod

Load/Store

• Secondary Store

memcachedJVM

Hotrod

Client/Server Mode II

• Starten des Servers erfordert die Angabe des Protokolls– bin/clustered.sh -Djboss.socket.binding.port-offset=xxx -

Djboss.node.name=nodeX

• org.infinispan.client.hotrod.RemoteCacheManagerRemoteCacheManager rcm = new

RemoteCacheManager ("192.168.3.120");

RemoteCache remoteCace = rcm.getCache();

String key = "hello";

remoteCace.put(key, "world");

Client/Server Remoting

RemoteEndpoint

Protokoll Smart Routing

LoadBalancing

Memcached Text - VordefinierteListe

ReSTful Text - http Loadbalancer

Loadbalancer

HotRod Binary + DynamischeTopologie

JEEApplication

Data Access

GroovyApplication

Data Access

CacheStore

JEEApplication

1. Put

• Secondary Store

CacheStore

2. store

Eviction

XM FDput

MemorymeterStrategiez.B. LRU

Storage JPA Cache Store

• Implementierung mit JPA 2• Speicherung mit applikationsspezifischem Datenmodell• Key muss Primärschlüssel der Entität sein

– @Id, @EmbeddedId

• Keine generierten Ids

Cache<String, User> usersCache = cacheManager.getCache("myJPACache"); // configured f or User entity class

usersCache.put(„Gosling_James", new User());

Cache<Integer, Teacher> teachersCache = cacheManager.getCache("myJPACache"); // cannot do th is whenthis cache is configured to use a JPA cache store

teachersCache.put(1, new Teacher());

Storage JPA Cache Store

<jpaStore

persistenceUnitName="org.infinispan.loaders.jpa.con figurationTest"

entityClassName="org.infinispan.loaders.jpa.entity. User "

</loaders>

</namedCache>

Gliederung

• Infinispan

• Ausblick

DI-Container Integration

DI Container

Spring Integration

• Spring 3.1 Cache Abstraktion• Infinispan Provider • Integration mit Spring DI für CacheManager und Cache

<bean id= "cacheManager"

class= "org.infinispan.spring.provider.SpringEmbeddedCacheManagerFactoryBean"

actoryBean"

p:configurationFileLocation= "classpath:META-INF/oio-infinispan-config.xml">

</bean>

• Aktivieren des Cache– <cache:annotation-driven />

Spring Integration

• Cache Annotation@Cacheable("nachrichtenCache")

public List<Nachricht> findAlleUngeleseneNachrichten () {… }

@Cacheable("nachrichtenCache", key=#" projektId ")

public List<Nachricht> findNachrichtenFuerProjekt(Bi gIntegerprojektId) {… }

• Deklarative Eviction@CacheEvict(value = "nachrichtenCache", allEntries = true)

public void nachrichtMarkieren(BigInteger nachrichtId, booleanungelesen) {… }

• Konfiguration und Injizierung des Infinispan Cache– Cache Injizierung

@Inject

private Cache<String, String> cache;

@Inject

RemoteCache<String, String> remoteCache;

• Partielle Unterstützung vom JSR 107 Annotationen

• Eigene Cache Qualifier@javax.inject.Qualifier@Target({ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documentedpublic @interface NachrichtenCache {}

public class CacheCreator {

public class CacheCreator {@ConfigureCache("nachrichtencache") // cache name.

@NachrichtenCache // cache qualifier.

@Produces

public Configuration specialCacheCfg() {

return new ConfigurationBuilder()

.eviction()

.strategy(EvictionStrategy.LRU)

.maxEntries(10)

.build();

• Injizierung des eigenen Caches

public class MyCDIComponent {

@Inject @NachrichtenCache

Cache<String, String> nachrichtenCache;

OR/M Integration

Java Virtual Machine

Anwendung

Transient

PersistenceManager

1.Level Cache

ConnectionInstanzInstanz

Instanz

QueryFacility

Transaction

TransientTransient

TransientDB

2.Level Cache

Entity Cache

InstanzInstanz

QueryFacility

QueryCache

TimestampCache

Hibernate 2nd Level Cache

• Entity Cache– Key der Primärschlüssel– Cache lokal(default) oder repliziert – Replizierter Cache nicht empfohlen

• Query Cache– Key ist query-name und Parameter Hash

– Key ist query-name und Parameter Hash– Cache lokal(default) oder repliziert

• Timestamps Cache– asynchrone Replikation(default)– keine eviction/expiration

Hibernate second level cache

• JTA Transaktion Manager– Hibernate soll/muss JTA Manager nutzen.

<property name= "hibernate.cache.region.factory_class" value="org.hibernate.cache.infinispan.InfinispanRegionFactory"/

value="org.hibernate.cache.infinispan.InfinispanRegionFactory"/>

Gliederung

• Infinispan

• Ausblick

Infinispan Ausblick

• Map/Reduce Support

• Versioned Entries

• Support Eventual Consistency (7.0 ?)

• Optimierungen:– Transaktionen– Locking– RPC

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Vielen Dank für ihre

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