作為另一款主流的開源數據網格產品，GridGain是Hazelcast的強有力競爭者。同樣提供了社區版和商業版，近日GridGain的開源版本已經進入Apache孵化器項目Ignite(一款開源的內存計算(In-Memory Computing)IMC中間件)，目前Apache正在遷移GridGain開源版本的代碼到Ignite項目。鑒于經過之前Hazelcast的介紹已經對數據網格產品有了一定了解，本文著重介紹GridGain與Hazelcast差異化之處。

1?重疊功能列舉

比較	Hazelcast	GridGain
使用性	安裝	Maven引入Jar包即可，無需安裝軟件
客戶端	支持各種語言的客戶端
框架集成	集成Hibernate、Web Session、Spring
基本功能	分布式計算工具	分布式的集合、并發包、消息隊列、調度器
性能	性能配置	內存索引、Near-Cache、數據親和性
可靠性	數據備份	分區數據冗余備份
持久化	read-through，write-through/behind
事務	保證數據一致性
擴展性	自動分區	支持本地、分區、復制三種方式
動態拓撲	動態添加刪除結點，自動rebalance

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上面簡單列舉了一些Hazelcast和GridGain的重疊功能，而兩者的差異之處主要在于以下幾個方面：

???整體功能的全面性：圍繞內存計算提供的功能。

???使用性：對SQL支持的完整性、對Continuous Query的支持、以及與持久化存儲的數據集成。

???性能：免費的off-heap存儲實現。

???可靠性方面：事務的隔離性、內存溢出到磁盤。

???管理：提供強大的后臺管理界面。

此外，企業版還提供了Portable跨平臺對象、安全和審計、數據中心復制、可還原的本地cache以及split-brain網絡分段問題解決等功能。本文暫不關注企業版中的附加功能，下面開始著重介紹上面列舉的開源社區版與Hazelcast的功能差異。

2?全面的內存計算功能棧

從整體功能上來說，GridGain是個出色的多面手，不僅可以完成本職工作-內存計算/數據網格，還提供了：

1)?????GGFS(GridGain?In-Memory File System)，類似Spark生態圈中的Tachyon，能夠加速MapReduce任務的執行。

2)?????完整的ACID和事務支持，可以作為內存數據庫。

3)?????流式數據/事件處理，可以作為CEP事件處理器。

3?豐富的查詢功能

一般開源IMDG產品支持基本的對象過濾查詢能力，但GridGain底層借助H2數據庫引擎來解析和執行SQL，所以支持復雜的對象聯結查詢，類似于GemFire中的OQL提供的功能，以及僅在Hazelcast商業版本中才支持的Continuous Query功能。

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首先來看一下我們的測試數據和Entity是什么樣子，代碼忽略了構造函數、getter/setter和toString等方法。Person中包含了id、name、salary三個基本屬性，并與Organization是多對一的關系，與Address是一對一的關系。

對于POJO要注意幾點：1）查詢中涉及的成員變量都要標上@GridCacheQuerySqlField注解；2）因為POJO會被哈希到其他結點上的分區，所以要實現序列化接口；3）下面例子只測試了one-to-one(直接嵌套實體Address)、many-to-one(通過orgId關聯其他實體)關系的查詢，而沒有嘗試one-to-many和many-to-many(都是在實體中嵌套另一實體id的集合)；4）GridCacheConfiguration要開啟setQueryIndexEnabled(true)。

3.1?簡單的過濾查詢

簡單的對象過濾查詢是最常見的，也是其他網格產品像Hazelcast支持的。

3.2?同cache下的join查詢

同cache下可能會關聯的數據，可以通過數據親和性設置使相關數據分配到同一分區中，從而避免網絡傳輸開銷。當然，Hazelcast也是支持數據親和性的，本節關注的重點是join查詢。代碼類似于3.3中的跨cache查詢，差別只不過是：1）Organization對象不是保存到org-cache，而是與Person對象一起保存到person-cache；2）SQL中不需要顯式指明緩存名稱，因為對象都在一個緩存person-cache中。

3.3?跨cache的join查詢

被join的cache(org-cache)必須是REPLICATE的，從而在各個結點上都存在，不會產生交叉join。(注：Impala支持這種join，將產生N*M次數據通信)

3.4?字段查詢

GridGain不僅支持查詢結果為實體，同時也支持各種SQL函數對實體進行各種操作，如聚合、字符串操作等。

3.5 Continuous查詢

Continuous查詢不支持SQL，只支持Predicate風格組裝查詢。

執行效果如下，首先初始化到緩存中的Person對象中有一個salary=300，滿足條件，所以本地callback收到通知。之后我們試著更新緩存中的一個Person對象的salary=250，于是再次收到通知。最后我們新建一個Person，salary=500，并保存到緩存中，于是再次收到通知。這就是Continuous Query的運行效果。

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4?集成持久化存儲

類似Hazelcast，GridGain也提供了read-through、write-through以及異步write-behind三種與后端持久化存儲通信的方式。此外，GridGain還支持事務提交時批量write，以及緩存entry即將過期時自動重新re-cache(refresh-ahead)功能。像refresh-ahead功能在GemFire等商業產品中才會實現。

5?堆外內存存儲

不像Hazelcast等開源產品只在商業版中提供off-heap存儲功能，GridGain在開源版本中就提供了此功能，從而顯著地擴充JVM管理的內存容量，并減輕GC壓力和停頓時間。GridGain提供了ONHEAP_TIERED(默認堆優先，溢出到非堆內存)、OFFHEAP_TIERED(不使用堆，直接將所有entry放入非堆內存)、OFFHEAP_VALUES(將key存儲在堆，value存儲在非堆內存)三種模式。當堆和非堆內存都不足時，還可以開啟SWAP，將數據溢出到磁盤(詳見第7部分：數據溢出到磁盤)。下圖表示了堆、非堆、磁盤、外圍存儲的容量和延遲的關系。

6?完整的ACID和事務支持

內存事務與傳統數據庫事務有一點點不同。因為IMDG產品使用的是易逝內存，所以故障或斷電時內存數據會全部丟失。一般IMDG重啟時會從備份結點或其他持久化存儲中恢復數據。但這不代表內存事務不重要！只要集群是存活的，GridGain就要保證不同結點間的數據一致性。為此，GridGain提供了兩種TRANSACTIONAL和ATOMIC兩種配置：

???TRANSACTIONAL：完整的ACID屬性的事務，以及顯式的鎖。

???ATOMIC：沒有事務和鎖。

GridGain使用2PC(兩階段提交)協議實現分布式事務，同時支持樂觀和悲觀兩種模式。樂觀模式下所有key在提交時才會加鎖，所以在Prepare階段，prepare消息發送給各結點獲取事務中將要操作的key的鎖，各結點通過ACK消息應答。而悲觀模式下，所有key在提交前就已加鎖，所以Prepare階段不需要做任何事。在Commit階段，commit消息發送給各結點提交，若失敗則發送回滾消息給各結點。可以設置各個結點之間是同步還是異步提交(注：Hazelcast支持一種2PC擴展協議，具體的優勢還有待研究)。最后，GridGain支持READ_COMMITTED，REPEATABLE_READ和SERIALIZABLE三種事務隔離級別，默認是REPEATABLE_READ。而Hazelcast只支持REPEATABLE_READ一種。

7?數據溢出到磁盤

在第5部分堆外內存存儲中提到過GridGain的層次化存儲，以下面的緩存配置為例，它同時開啟了off-heap和swap。1）首先，數據優先保存在堆內存中。2）當entry總數超過100個時，會通過LRU淘汰到非堆內存中。3）當超過非堆內存的最大容量5MB時，會將多出的數據保存在磁盤上。當然，磁盤IO操作的代價是很大，我們可以優先考慮使用超大的非堆內存，或者使用SSD閃存，以及開啟操作系統的磁盤IO緩存來進行優化。

GridCacheConfiguration?cacheCfg?= new?GridCacheConfiguration();

cacheCfg.setEvictionPolicy(new?GridCacheLruEvictionPolicy(100));

cacheCfg.setOffHeapMaxMemory(5 * 1024L * 1024L);

cacheCfg.setSwapEnabled(true);

8?強大的管理界面

首先，以相同配置啟動三個GridGain實例。然后，啟動gridgain-fabric-os-6.5.5/bin/?ggvisorui.exe，在Visor GUI中選擇File->Connect->External標簽頁下，直接localhost+默認端口連接即可進入Dashboard。在這能看到我們剛剛啟動的三個結點的總體信息。

點擊Data Grid標簽頁，可以查看各個cache的內存使用、讀寫以及命中情況，例如我們初始化了3個Person和2個Organization對象，并分別保存到了person-cache和org-cache中，于是我們可以在此標簽頁看到Primary Entry和Write個數都是3和2。

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http://blog.csdn.net/dc_726/article/details/42615299

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的开源IMDG之GridGain的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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