Spring Boot集成Hazelcast实现集群与分布式内存缓存

Hazelcast是Hazelcast公司开源的一款分布式内存数据库产品，提供弹性可扩展、高性能的分布式内存计算。并通过提供诸如Map，Queue，ExecutorService，Lock和JCache等Java的许多开发人员友好的分布式实现。

了解Hazelcast

Hazelcast特性

• 简单易用
  Hazelcast是用Java编写的，没有其他依赖关系。只需简单的把jar包引入项目的classpath即可创建集群。
• 无主从模式
  与许多NoSQL解决方案不同，Hazelcast节点是点对点的。没有主从关系; 所有成员都存储相同数量的数据，并进行相等的处理,避免了单点故障。
• 弹性可扩展
  Hazelcast旨在扩展成千上万的成员。新成员启动，将自动发现群集，并线性增加存储和处理能力。成员之间通过TCP保持连接和通讯。
• 读写快速高效
  Hazelcast所有数据都存储在内存中，提供基于内存快速高效的读写能力。

Hazelcast部署拓扑
在Hazelcast官方提供两种方式部署集群（图片均来自官方文档）：

如需聚焦异步或高性能大批量任务的缓存服务，嵌入式方式是相对有优势的，最明显嵌入式方式访问数据延迟性低。

独立创建Hazelcast集群，统一管理，所有的应用程序如果需要访问缓存，可通过Hazelcast客户端（有java .NET C++的实现）或Memcache客户端或简单的REST客户端访问。后续demo示例以嵌入式为例。

Hazelcast数据分区
在Hazelcast分布式环境中，默认情况下，Hazelcast有271个分区。
当启动第一个成员的时候，成员1在集群中的分区如下图：

当在集群中新添加一个节点2时，分区图如下：

在图示中，黑色分区是主分区，蓝色分区是副本分区（备份）。第一个成员具有135个主分区（黑色），并且每个分区都备份在第二个成员（蓝色）中。同时，第一个成员还具有第二个成员的主分区的副本分区。

随着成员的增多，Hazelcast将一些主要和副本分区逐个移动到新成员，使所有成员相等和冗余。只有最小量的分区将被移动到扩展Hazelcast。以下是具有四个成员的Hazelcast集群中的分区图示如下：

Hazelcast在群集成员之间平均分配分区。Hazelcast创建分区的备份，并将其分配给成员之间进行冗余。

上述插图中的分区是为了方便描述。通常，Hazelcast分区不会按照顺序分配（如这些图所示），而是随机分布。Hazelcast在成员间平均分配了分区和备份。

Hazelcast优势

• Hazelcast提供开源版本。
• Hazelcast无需安装，只是个极小jar包。
• Hazelcast提供开箱即用的分布式数据结构，如Map，Queue，MultiMap，Topic，Lock和Executor。
• Hazelcast集群非传统主从关系，避免了单点故障；集群中所有成员共同分担集群功能。
• Hazelcast集群提供弹性扩展，新成员在内存不足或负载过高时能动态加入集群。
• Hazelcast集群中成员分担数据缓存的同时互相冗余备份其他成员数据，防止某成员离线后数据丢失。
• Hazelcast提供SPI接口支持用户自定义分布式数据结构。

Hazelcast适用场景

• 频繁读写数据
• 需要高可用分布式缓存
• 内存行NoSql存储
• 分布式环境中弹性扩展

下面我们来使用Spring Boot集成Hazelcast实现分布式集群服务看看

Spring Boot集成Hazelcast实现分布式集群服务

首先新建一个Spring Boot的gradle项目，引入Hazelcast相关jar包：

dependencies {
   compile 'com.hazelcast:hazelcast'
   compile 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
}

当Hazelcast包在classpath上，Spring Boot将通过下面两种方式之一为我们创建一个HazelcastInstance实例：

方式一，通过配置属性指定的Hazelcast.xml文件创建：
spring.hazelcast.config = classpath:hazelcast.xml
该方式需要编写一个hazelcast.xml文件，通过xml文件描述Hazelcast集群

方式二，通过提供一个com.hazelcast.config.Config javabean到Spring容器中（下面所有demo是基于java config方式）

@Bean
   public Config hazelCastConfig() {
       //如果有集群管理中心，可以配置
       ManagementCenterConfig centerConfig = new ManagementCenterConfig();
       centerConfig.setUrl("http://127.0.0.1:8200/mancenter");
       centerConfig.setEnabled(true);
       return new Config()
               .setInstanceName("hazelcast-instance")