第2章 埋め込み CacheManager


CacheManager は Red Hat Data Grid の主なエントリーポイントです。CacheManager を使用して

  • キャッシュの設定および取得
  • ノードの管理およびモニタリング
  • クラスター全体でコードを実行する
  • その他

アプリケーションに Red Hat Data Grid を埋め込むか、リモートに使用しているかに応じて、EmbeddedCacheManager または RemoteCacheManager のいずれかを使用します。これらは一部のメソッドとプロパティーを共有しますが、セマンティックの違いがあることに注意してください。以下の章は、主に 埋め込み の実装に焦点を当てています。リモート 実装の詳細は、「 Hoting Java Client 」を参照してください。

CacheManager は負荷の高いオブジェクトであり、JVM ごとに複数の CacheManager が使用されないようにします(特定のセットアップには複数の CacheManager が必要ない場合)。ただし、いずれの場合も、インスタンスの最小数および致命的になります。

CacheManager を作成する最も簡単な方法は、以下のとおりです。

EmbeddedCacheManager manager = new DefaultCacheManager();
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最も基本的なローカルモードである、キャッシュがない非クラスターキャッシュマネージャーを起動します。CacheManagers にはライフサイクルがあり、デフォルトのコンストラクターは start()とも呼ばれ ます。CacheManager を起動しないコンストラクターのオーバーロードバージョンを利用できます。ただし、CacheManager を使用して Cache インスタンスの作成を使用する前に、CacheManager を起動する必要があることに注意してください。

構築後、JNDI、ServletContext、または IoC コンテナーなどの他のメカニズムを介して、アプリケーション全体のスコープを介して CacheManager をコンポーネントで利用できるようにする必要があります。

CacheManager で作業が終了したら、リソースを解放することができるように、これを停止する必要があります。

manager.stop();
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これにより、その範囲内内のすべてのキャッシュが適切に停止され、スレッドプールがシャットダウンされます。CacheManager がクラスター化されている場合は、クラスターも正常に残ります。

2.1. 設定

Red Hat Data Grid は、宣言的およびプログラムによる設定の両方を提供します。

2.1.1. キャッシュの宣言的設定

宣言型の設定は、提供される Red Hat Data Grid 設定 XML スキーマ に準拠する XML ドキュメントの形式で提供されます。

宣言的に設定できる Red Hat Data Grid のすべての側面は、プログラム的に設定することもできます。実際、宣言型の設定では、背後で XML 設定ファイルが処理される際にプログラムによる設定 API を呼び出します。これらのアプローチの組み合わせを使用することもできます。たとえば、静的な XML 設定ファイルを読み取り、ランタイム時に同じ設定をプログラム的に調整できます。または、開始点またはテンプレートとして XML で定義された特定の静的設定を使用して、ランタイムで追加の設定を定義できます。

Red Hat Data Grid には、globalcache の 2 つの主な設定抽象化があります。

グローバル設定

グローバル設定は、単一の EmbeddedCacheManager が作成したすべてのキャッシュインスタンス間で共有されるグローバル設定を定義します。スレッドプール、シリアライズ/マーシャリングの設定、トランスポートとネットワーク設定などの共有リソースは、JMX ドメインはすべてグローバル設定の一部です。

キャッシュ設定

キャッシュ設定は実際のキャッシュドメイン自体に固有のものです。エビクション、ロック、トランザクション、クラスタリングなどを指定します。名前付きのキャッシュ設定を必要な数だけ指定できます。これらのキャッシュの 1 つは、CacheManager.getCache()API によって返されるキャッシュである デフォルト キャッシュと指定できます が、他の名前付きキャッシュは CacheManager.getCache(String name) API 経由で取得されます。

指定されている場合、名前付きキャッシュは追加の動作を指定または上書きできる間にデフォルトキャッシュから設定を継承します。Red Hat Data Grid は、設定テンプレートの階層を定義し、複数のキャッシュが同じ設定を共有したり、必要に応じて特定のパラメーターを上書きしたりできる非常に柔軟な継承メカニズムも提供します。

注記

埋め込みおよびサーバー設定は異なるスキーマを使用しますが、これら 2 つのスキーマ間で簡単に移行できるように、できるだけ互換性を維持しています。

Red Hat Data Grid の主な目的は、ゼロ設定の目的です。開始するには、1 つ以上の infinispan 要素が含まれる単純な XML 設定ファイルがあれば十分です。以下の設定ファイルは適切なデフォルト値であり、完全に有効です。

infinispan.xml

<infinispan />
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ただし、これは最も基本的なローカルモードで、キャッシュのない非クラスターキャッシュマネージャーのみを提供します。基本以外の設定は、カスタマイズされたグローバルおよびデフォルトのキャッシュ要素を使用する可能性が非常に高くなります。

宣言型の設定は、Red Hat Data Grid キャッシュインスタンスを設定する最も一般的な方法です。XML 設定ファイルを読み取るため、通常は Red Hat Data Grid 設定を含む XML ファイルを参照して DefaultCacheManager のインスタンスを構築します。設定ファイルが読み取られると、デフォルトのキャッシュインスタンスへの参照を取得できます。

EmbeddedCacheManager manager = new DefaultCacheManager("my-config-file.xml");
Cache defaultCache = manager.getCache();
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my-config-file.xml で指定されたその他の名前付きインスタンス。

Cache someNamedCache = manager.getCache("someNamedCache");
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デフォルトのキャッシュの名前は XML 設定ファイルの < cache-container > 要素に定義され、< local-cache>、<distributed-cache >、または <invalidation-cache > 要素を使用して追加の キャッシュ を設定できます。

以下の例は、Red Hat Data Grid でサポートされる各キャッシュタイプで最も簡単な設定を示しています。

<infinispan>
   <cache-container default-cache="local">
      <transport cluster="mycluster"/>
      <local-cache name="local"/>
      <invalidation-cache name="invalidation" mode="SYNC"/>
      <replicated-cache name="repl-sync" mode="SYNC"/>
      <distributed-cache name="dist-sync" mode="SYNC"/>
   </cache-container>
</infinispan>
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2.1.1.1. キャッシュ設定テンプレート

上記のように、Red Hat Data Grid は 設定テンプレート の概念をサポートします。これらは、複数のキャッシュ間で共有できる完全または部分的な設定宣言です。

以下の例は、local -template という名前のキャッシュを定義するのに local-template という設定を使用する方法を示しています。

<infinispan>
   <cache-container default-cache="local">
      <!-- template configurations -->
      <local-cache-configuration name="local-template">
         <expiration interval="10000" lifespan="10" max-idle="10"/>
      </local-cache-configuration>

      <!-- cache definitions -->
      <local-cache name="local" configuration="local-template" />
   </cache-container>
</infinispan>
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テンプレートは、以前に定義したテンプレートから継承でき、一部の設定要素またはすべての設定要素をオーバーライドすることができます。

<infinispan>
   <cache-container default-cache="local">
      <!-- template configurations -->
      <local-cache-configuration name="base-template">
         <expiration interval="10000" lifespan="10" max-idle="10"/>
      </local-cache-configuration>

      <local-cache-configuration name="extended-template" configuration="base-template">
         <expiration lifespan="20"/>
         <memory>
            <object size="2000"/>
         </memory>
      </local-cache-configuration>

      <!-- cache definitions -->
      <local-cache name="local" configuration="base-template" />
      <local-cache name="local-bounded" configuration="extended-template" />
   </cache-container>
</infinispan>
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上記の例では、base-template は特定の 有効期限 設定でローカルキャッシュを定義します。拡張テンプレート設定は base-template から継承され、expiration 要素の単一のパラメーターのみを上書きします(他の属性はすべて継承されます)。また、メモリー 要素を追加します。最後に、2 つのキャッシュが定義され、localbase-template 設定を使用し、local- template 設定を使用するローカルにバインド されています。

警告

継承は多値要素( プロパティー)では追加されています。つまり、子設定は親のプロパティーと独自のプロパティーをマージする結果になります。

2.1.1.2. キャッシュ設定ワイルドカード

テンプレートをキャッシュに適用する代替方法として、テンプレート名(例: basecache* )でワイルドカードを使用することができます。テンプレートワイルドカードに名前が一致するキャッシュは、その設定を継承します。

<infinispan>
    <cache-container>
        <local-cache-configuration name="basecache*">
            <expiration interval="10500" lifespan="11" max-idle="11"/>
        </local-cache-configuration>
        <local-cache name="basecache-1"/>
        <local-cache name="basecache-2"/>
    </cache-container>
</infinispan>
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上記の例では、cache-1 および basecache-2 をキャッシュすると、basecache* 設定が使用されます。また、未定義のキャッシュをプログラムで取得する際にも設定が適用されます。

注記

キャッシュ名が複数のワイルドカードと一致する場合(つまりあいまいである場合)、例外が発生します。

2.1.1.3. 宣言的設定リファレンス

宣言型設定スキーマの詳細は、「設定参照」を 参照 してください。設定の記述に XML 編集ツールを使用する場合は、提供された Red Hat Data Grid スキーマ を使用して役に立ちます。

2.1.2. プログラムによるキャッシュの設定

プログラムによる Red Hat Data Grid 設定は、CacheManager および ConfigurationBuilder API をベースとしています。Red Hat Data Grid 設定のすべての側面はプログラム的に設定できますが、最も一般的なアプローチは、必要に応じて XML 設定ファイル形式で開始点を作成し、ランタイムで必要に応じて特定の設定をプログラム的に調整してユースケースに最も適宜調整することです。

EmbeddedCacheManager manager = new DefaultCacheManager("my-config-file.xml");
Cache defaultCache = manager.getCache();
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新しい同期的に複製されたキャッシュをプログラム的に設定すると仮定してみましょう。まず、Configuration オブジェクトの新しいインスタンスは ConfigurationBuilder ヘルパーオブジェクトを使用して作成され、キャッシュモードは同期レプリケーションに設定されます。最後に、設定はマネージャーで定義/登録されます。

Configuration c = new ConfigurationBuilder().clustering().cacheMode(CacheMode.REPL_SYNC).build();

String newCacheName = "repl";
manager.defineConfiguration(newCacheName, c);
Cache<String, String> cache = manager.getCache(newCacheName);
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デフォルトのキャッシュ設定(またはその他のキャッシュ設定)は、新規キャッシュの作成の開始点として使用できます。たとえば、infinispan-config-file.xml がレプリケートされたキャッシュをデフォルトとして指定し、分散キャッシュが特定の L1 ライフスパンで必要である一方で、デフォルトキャッシュの他のすべての側面を保持する場合を考えてみましょう。したがって、開始点は、デフォルトの設定オブジェクトのインスタンスを読み取り、 Configuration Builder を使用して新しい設定オブジェクトでキャッシュモードと L1 ライフスパンを構築して変更します。最後のステップとして、設定はマネージャーで定義/登録されます。

EmbeddedCacheManager manager = new DefaultCacheManager("infinispan-config-file.xml");
Configuration dcc = manager.getDefaultCacheConfiguration();
Configuration c = new ConfigurationBuilder().read(dcc).clustering().cacheMode(CacheMode.DIST_SYNC).l1().lifespan(60000L).build();
 
String newCacheName = "distributedWithL1";
manager.defineConfiguration(newCacheName, c);
Cache<String, String> cache = manager.getCache(newCacheName);
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ベース設定がデフォルトの名前のキャッシュである限り、以前のコードは問題なく機能します。ただし、ベース設定が別の名前のキャッシュになる場合もあります。そのため、他の定義されたキャッシュに基づいて新しい設定を定義する方法。前述の例を考えて、デフォルトのキャッシュをベースとして使用する代わりに、「replicatedCache」という名前の名前付きキャッシュが base として使用されます。コードは以下のようになります。

EmbeddedCacheManager manager = new DefaultCacheManager("infinispan-config-file.xml");
Configuration rc = manager.getCacheConfiguration("replicatedCache");
Configuration c = new ConfigurationBuilder().read(rc).clustering().cacheMode(CacheMode.DIST_SYNC).l1().lifespan(60000L).build();
 
String newCacheName = "distributedWithL1";
manager.defineConfiguration(newCacheName, c);
Cache<String, String> cache = manager.getCache(newCacheName);
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詳細は、CacheManagerConfigurationBuilderConfiguration、および GlobalConfiguration javadocs を参照してください。

2.1.2.1. ConfigurationBuilder Programmatic Configuration API

上記の段落では、宣言的およびプログラムによる設定を組み合わせる方法を示していますが、XML 設定から始まります。ConfigurationBuilder Fluent インターフェーススタイルを使用すると、簡単に記述でき、より読みやすいプログラムによる設定を作成できます。この方法は、グローバルレベルとキャッシュレベル設定の両方に使用できます。GlobalConfiguration オブジェクトは GlobalConfigurationBuilder を使用して構築されますが、Configuration オブジェクトは ConfigurationBuilder を使用してビルドされます。この API でグローバルレベルとキャッシュレベルのオプションの両方を設定する例を見てみましょう。

2.1.2.2. トランスポートの設定

最も一般的なグローバルオプションの 1 つにトランスポート層があります。ここでは、Red Hat Data Grid ノードが他方を検出する方法を示します。

GlobalConfiguration globalConfig = new GlobalConfigurationBuilder().transport()
        .defaultTransport()
        .clusterName("qa-cluster")
        .addProperty("configurationFile", "jgroups-tcp.xml")
        .machineId("qa-machine").rackId("qa-rack")
      .build();
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2.1.2.3. カスタム JChannel の使用

JGroups JChannel を自分で構築したい場合は、それを行うことができます。

注記

JChannel はまだ接続されていない。

GlobalConfigurationBuilder global = new GlobalConfigurationBuilder();
JChannel jchannel = new JChannel();
// Configure the jchannel to your needs.
JGroupsTransport transport = new JGroupsTransport(jchannel);
global.transport().transport(transport);
new DefaultCacheManager(global.build());
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2.1.2.4. JMX MBean および統計の有効化

キャッシュマネージャーレベルで グローバル JMX 統計 のコレクションを有効にしたり、トランスポートに関する情報を取得したりする場合もあります。グローバル JMX 統計を有効にするには、以下を行います。

GlobalConfiguration globalConfig = new GlobalConfigurationBuilder()
  .globalJmxStatistics()
  .enable()
  .build();
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グローバル JMX 統計を有効にしないこと(または明示的に無効)しないようにして、統計の収集をオフにするだけです。対応する MBean は引き続き登録され、キャッシュマネージャーを一般的に管理するために使用できますが、統計属性は意味のある値を返しません。

グローバル JMX 統計レベルで追加オプションを使用すると、複数のキャッシュマネージャーが同じシステムで実行している場合や、JMX MBean サーバーを見つける方法に便利なキャッシュマネージャー名を設定できます。

GlobalConfiguration globalConfig = new GlobalConfigurationBuilder()
  .globalJmxStatistics()
    .cacheManagerName("SalesCacheManager")
    .mBeanServerLookup(new JBossMBeanServerLookup())
  .build();
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2.1.2.5. スレッドプールの設定

Red Hat Data Grid 機能の一部は、スレッドプールエグゼキューターのグループによってサポートされており、このグローバルレベルで調整することもできます。以下に例を示します。

GlobalConfiguration globalConfig = new GlobalConfigurationBuilder()
   .replicationQueueThreadPool()
     .threadPoolFactory(ScheduledThreadPoolExecutorFactory.create())
  .build();
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グローバル、キャッシュマネージャーレベル、オプションだけでなく、クラスターモードなどのキャッシュレベルのオプションを設定することもできます。

Configuration config = new ConfigurationBuilder()
  .clustering()
    .cacheMode(CacheMode.DIST_SYNC)
    .sync()
    .l1().lifespan(25000L)
    .hash().numOwners(3)
  .build();
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または 、エビクションおよび有効期限の設定を設定 できます。

Configuration config = new ConfigurationBuilder()
           .memory()
             .size(20000)
          .expiration()
             .wakeUpInterval(5000L)
             .maxIdle(120000L)
           .build();
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2.1.2.6. トランザクションとロックの設定

アプリケーションは JTA の境界内で Red Hat Data Grid キャッシュと対話し、トランザクションレイヤーを設定してオプションでロック設定を調整する必要がある場合もあります。トランザクションキャッシュと対話する場合は、リカバリーを有効にしてヒューリスティックな結果となったトランザクションを処理したい場合があります。その場合、JMX 管理と統計収集を有効にすることが多くあります。

Configuration config = new ConfigurationBuilder()
  .locking()
    .concurrencyLevel(10000).isolationLevel(IsolationLevel.REPEATABLE_READ)
    .lockAcquisitionTimeout(12000L).useLockStriping(false).writeSkewCheck(true)
    .versioning().enable().scheme(VersioningScheme.SIMPLE)
  .transaction()
    .transactionManagerLookup(new GenericTransactionManagerLookup())
    .recovery()
  .jmxStatistics()
  .build();
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2.1.2.7. キャッシュストアの設定

チェーンキャッシュストアでの Red Hat Data Grid の設定もシンプルです。

Configuration config = new ConfigurationBuilder()
   .persistence().passivation(false)
   .addSingleFileStore().location("/tmp").async().enable()
   .preload(false).shared(false).threadPoolSize(20).build();
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2.1.2.8. 高度なプログラムによる設定

Fluent(流れるような)設定は、高度な外部ャーなどのより高度なオプションまたは具体化オプションの設定にも使用できます。

GlobalConfiguration globalConfig = new GlobalConfigurationBuilder()
  .serialization()
    .addAdvancedExternalizer(998, new PersonExternalizer())
    .addAdvancedExternalizer(999, new AddressExternalizer())
  .build();
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または、カスタムインターセプターを追加します。

Configuration config = new ConfigurationBuilder()
  .customInterceptors().addInterceptor()
    .interceptor(new FirstInterceptor()).position(InterceptorConfiguration.Position.FIRST)
    .interceptor(new LastInterceptor()).position(InterceptorConfiguration.Position.LAST)
    .interceptor(new FixPositionInterceptor()).index(8)
    .interceptor(new AfterInterceptor()).after(NonTransactionalLockingInterceptor.class)
    .interceptor(new BeforeInterceptor()).before(CallInterceptor.class)
  .build();
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個別の設定オプションの詳細は、『設定ガイド』 を参照してください。

2.1.3. 設定移行ツール

埋め込みスキーマをサーバーで使用されるものに合わせるために、Red Hat Data Grid の設定形式はスキーマバージョン 6.0 に変更されました。このため、スキーマ 7.x 以降にアップグレードする場合は、すべて のディストリビューションに含まれる設定コンバーターを使用する必要があります。単に、古い設定ファイルを最初のパラメーターとして渡し、変換されたファイルの名前を 2 番目のパラメーターとして渡すだけです。

Unix/Linux/macOS で変換するには、次のコマンドを実行します。

bin/config-converter.sh oldconfig.xml newconfig.xml
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Windows の場合:

bin\config-converter.bat oldconfig.xml newconfig.xml
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ヒント

他のキャッシュシステムから変換ツールを書き込む場合は infinispan-dev にお問い合わせください。

2.1.4. クラスター化の設定

Red Hat Data Grid は、クラスター化モードの場合に、ネットワーク通信に JGroups を使用します。Red Hat Data Grid には 事前設定され た JGroups スタックが含まれており、クラスター化された設定を簡単に開始できます。

2.1.4.1. 外部 JGroups ファイルの使用

キャッシュをプログラムで設定する場合は、以下のことを行う必要があります。

GlobalConfiguration gc = new GlobalConfigurationBuilder()
   .transport().defaultTransport()
   .addProperty("configurationFile", "jgroups.xml")
   .build();
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また、XML ファイルを使用して Red Hat Data Grid を設定する場合は、以下を使用します。

<infinispan>
  <jgroups>
     <stack-file name="external-file" path="jgroups.xml"/>
  </jgroups>
  <cache-container default-cache="replicatedCache">
    <transport stack="external-file" />
    <replicated-cache name="replicatedCache"/>
  </cache-container>

  ...

</infinispan>
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いずれの場合も、Red Hat Data Grid は最初にクラスパスで jgroups.xml を検索し、クラスパスにない場合の絶対パス名を検索します。

2.1.4.2. 事前設定された JGroups ファイルの 1 つを使用します。

Red Hat Data Grid には異なる JGroups ファイル(infinispan-core.jar にパッケージ)が含まれており、デフォルトではクラスパスにすでに存在します。上記の jgroups.xml の代わりにファイル名を指定するだけで結構です。たとえば、/default-configs/default-jgroups-tcp.xml を指定します。

利用可能な設定は以下のとおりです。

  • default-jgroups-udp.xml - UDP をトランスポートとして使用し、UDP マルチキャストを検出に使用します。通常は、大規模な(100 ノードを超える)クラスター や、レプリケーション また は無効化を使用している場合に適して い ます。ソケットを過剰に開きます。
  • default-jgroups-tcp.xml: TCP をトランスポートとして使用し、UDP マルチキャストを検出に使用します。TCP がポイントツーポイントプロトコルとしてより効率的であるため、ディストリビューション を使用して いる場合 に限り、小規模なクラスター(100 ノード未満)に適しています。
  • default-jgroups-ec2.xml: TCP をトランスポートとして使用し、S3_PING を 検出に使用します。UDP マルチキャストが利用できない Amazon EC2 ノードに適しています。
  • default-jgroups-kubernetes.xml: TCP をトランスポートとして使用し、検出に KUBE_PING を使用します。UDP マルチキャストが常に利用可能ではない Kubernetes および OpenShift ノードに適しています。
2.1.4.2.1. JGroups 設定のチューニング

上記の設定は、XML ファイルを編集することなくさらに調整できます。起動時に特定のシステムプロパティーを JVM に渡すと、これらの設定の一部の動作に影響を及ぼす可能性があります。以下の表は、この方法で設定できる設定を示しています。例:

$ java -cp ... -Djgroups.tcp.port=1234 -Djgroups.tcp.address=10.11.12.13
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表2.1 default-jgroups-udp.xml

システムプロパティー

説明

デフォルト

必須?

jgroups.udp.mcast_addr

マルチキャストに使用する IP アドレス(通信および検出の両方)IP マルチキャストに適した有効な Class D IP アドレスである必要があります。

228.6.7.8

jgroups.udp.mcast_port

マルチキャストソケットに使用するポート

46655

jgroups.udp.ip_ttl

IP マルチキャストパケットの Time-to-live(TTL)を指定します。ここでの値は、パケットが破棄される前に実行できるネットワークホップの数を指します。

2

Expand
表2.2 default-jgroups-tcp.xml

システムプロパティー

説明

デフォルト

必須?

jgroups.tcp.address

TCP トランスポートに使用する IP アドレス。

127.0.0.1

jgroups.tcp.port

TCP ソケットに使用するポート

7800

jgroups.udp.mcast_addr

マルチキャストに使用する IP アドレス(検出用)。IP マルチキャストに適した有効な Class D IP アドレスである必要があります。

228.6.7.8

jgroups.udp.mcast_port

マルチキャストソケットに使用するポート

46655

jgroups.udp.ip_ttl

IP マルチキャストパケットの Time-to-live(TTL)を指定します。ここでの値は、パケットが破棄される前に実行できるネットワークホップの数を指します。

2

Expand
表2.3 default-jgroups-ec2.xml

システムプロパティー

説明

デフォルト

必須?

jgroups.tcp.address

TCP トランスポートに使用する IP アドレス。

127.0.0.1

jgroups.tcp.port

TCP ソケットに使用するポート

7800

jgroups.s3.access_key

S3 バケットのアクセスに使用される Amazon S3 アクセスキー

 

jgroups.s3.secret_access_key

S3 バケットのアクセスに使用される Amazon S3 シークレットキー

 

jgroups.s3.bucket

使用する Amazon S3 バケットの名前。固有で、存在している必要があります

 

Expand
表2.4 default-jgroups-kubernetes.xml

システムプロパティー

説明

デフォルト

必須?

jgroups.tcp.address

TCP トランスポートに使用する IP アドレス。

eth0

jgroups.tcp.port

TCP ソケットに使用するポート

7800

2.1.4.3. 関連資料

JGroups は、より多くのシステムプロパティーのオーバーライドをサポートします。詳細は、SystemPropsを参照してください。

さらに、Red Hat Data Grid に同梱された JGroups 設定ファイルも、何かを稼働させるためのジャンプポイントとして設計されています。しかし、あまりよく対応しない場合は、JGroups スタックをさらに微調整して、ネットワーク機器からすべてのパフォーマンスを抽出します。そのため、次の停止は JGroups マニュアルになります。JGroups 設定ファイルに表示する各プロトコルの設定に 関する詳しいセクション があります。

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