hibernate之二级缓存

什么是二级缓存？

Hibernate中的二级缓存，二级缓存是属于SessionFactory级别的缓存机制。

第一级别的缓存是Session级别的缓存，是属于事务范围的缓存，由Hibernate管理，

一般无需进行干预。第二级别的缓存是SessionFactory级别的缓存，是属于进程范围的缓存。

下面是二级缓存使用场景：

1. 为什么需要缓存拉高程序的性能

关系型数据库：数据与数据之间存在关系（联系）的数据库 mysql/Oracle、sqlserver
非关系型数据库：数据与数据之间是不存在关系的，key-value
1、基于文件存储的数据库：ehcache
2、基于内存存储的数据库：redis、memcache
3、基于文档存储的数据库：mongodb

2. 什么样的数据需要缓存

很少被修改或根本不改的数据数据字典
业务场景比如：耗时较高的统计分析sql、电话账单查询sql等

3. ehcache介绍
Ehcache 是现在最流行的纯Java开源缓存框架，配置简单、结构清晰、功能强大
注1：本章介绍的是2.X版本，3.x的版本和2.x的版本API差异比较大

redis

4. ehcache的特点
4.1 够快
Ehcache的发行有一段时长了，经过几年的努力和不计其数的性能测试，Ehcache终被设计于large, high concurrency systems.
4.2 够简单
开发者提供的接口非常简单明了，从Ehcache的搭建到运用运行仅仅需要的是你宝贵的几分钟。其实很多开发者都不知道自己用在用Ehcache，Ehcache被广泛的运用于其他的开源项目
4.3 够袖珍
关于这点的特性，官方给了一个很可爱的名字small foot print ，一般Ehcache的发布版本不会到2M，V 2.2.3 才 668KB。
4.4 够轻量
核心程序仅仅依赖slf4j这一个包，没有之一！
4.5 好扩展
Ehcache提供了对大数据的内存和硬盘的存储，最近版本允许多实例、保存对象高灵活性、提供LRU、LFU、FIFO淘汰算法，基础属性支持热配置、支持的插件多
4.6 监听器
缓存管理器监听器（CacheManagerListener）和缓存监听器（CacheEvenListener）,做一些统计或数据一致性广播挺好用的
4.7 分布式缓存
从Ehcache 1.2开始，支持高性能的分布式缓存，兼具灵活性和扩展性

3. ehcache的使用
3.1 导入相关依赖

<dependency>
<groupId>net.sf.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
<version>2.10.0</version>
</dependency>

3.2 核心接口
CacheManager：缓存管理器
Cache：缓存对象，缓存管理器内可以放置若干cache，存放数据的实质，所有cache都实现了Ehcache接口
Element：单条缓存数据的组成单位

例：

利用map集合简易实现缓存原理

package com.huang.six.test;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;


public class EhcacheDemo1 {
    static Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
    static Object getValue(String key) {
        Object value = cache.get(key);
        System.out.println("从内存中读取数据");
        if(value == null) {
//            System.out.println("hello zs");
            System.out.println("从数据库中读取数据");
            cache.put(key, new String[] {"zs"});
            return cache.get(key);
        }
        return value;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getValue("sname"));
        System.out.println(getValue("sname"));
        
    }
}

运行效果：

从内存中读取数据
从数据库中读取数据
[Ljava.lang.String;@7852e922
从内存中读取数据
[Ljava.lang.String;@7852e922

然后用eacache缓存数据、读取数据

package com.huang.six.util;

import net.sf.ehcache.Cache;
import net.sf.ehcache.CacheManager;
import net.sf.ehcache.Element;

import java.io.InputStream;

public class EhcacheUtil {

    private static CacheManager cacheManager;

    static {
        try {
            InputStream is = EhcacheUtil.class.getResourceAsStream("/ehcache.xml");
            cacheManager = CacheManager.create(is);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    private EhcacheUtil() {
    }

    public static void put(String cacheName, Object key, Object value) {
        Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        if (null == cache) {
            //以默认配置添加一个名叫cacheName的Cache
            cacheManager.addCache(cacheName);
            cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        }
        cache.put(new Element(key, value));
    }


    public static Object get(String cacheName, Object key) {
        Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        Element element = cache.get(key);
        return null == element ? null : element.getValue();
    }

    public static void remove(String cacheName, Object key) {
        Cache cache = cacheManager.getCache(cacheName);
        cache.remove(key);
    }
}

然后我们来使用二级缓存

hibernate(5.2.12.Final)中使用二级缓存步骤(ehcache)

首先我们在pom.xml中导入ehcache相关依赖：

<dependency>
            <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
            <artifactId>ehcache</artifactId>
            <version>${ehcache.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.hibernate</groupId>
            <artifactId>hibernate-ehcache</artifactId>
            <version>${hibernate.version}</version>
        </dependency>
        
        <!-- slf4j核心包 -->
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-api</artifactId>
            <version>${slf4j-api.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
            <version>${slf4j-api.version}</version>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        
        <!--用于与slf4j保持桥接 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
            <version>${log4j-api.version}</version>
        </dependency>

        <!--核心log4j2jar包 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>${log4j-api.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>${log4j-api.version}</version>
        </dependency>

然后在src添加ehcache.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
         updateCheck="false">
    <!--磁盘存储:将缓存中暂时不使用的对象,转移到硬盘,类似于Windows系统的虚拟内存-->
    <!--path:指定在硬盘上存储对象的路径-->
    <!--java.io.tmpdir 是默认的临时文件路径。 可以通过如下方式打印出具体的文件路径 System.out.println(System.getProperty("java.io.tmpdir"));-->
    <diskStore path="D://xxx"/>


    <!--defaultCache：默认的管理策略-->
    <!--eternal：设定缓存的elements是否永远不过期。如果为true，则缓存的数据始终有效，如果为false那么还要根据timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds判断-->
    <!--maxElementsInMemory：在内存中缓存的element的最大数目-->
    <!--overflowToDisk：如果内存中数据超过内存限制，是否要缓存到磁盘上-->
    <!--diskPersistent：是否在磁盘上持久化。指重启jvm后，数据是否有效。默认为false-->
    <!--timeToIdleSeconds：对象空闲时间(单位：秒)，指对象在多长时间没有被访问就会失效。只对eternal为false的有效。默认值0，表示一直可以访问-->
    <!--timeToLiveSeconds：对象存活时间(单位：秒)，指对象从创建到失效所需要的时间。只对eternal为false的有效。默认值0，表示一直可以访问-->
    <!--memoryStoreEvictionPolicy：缓存的3 种清空策略-->
    <!--FIFO：first in first out (先进先出)-->
    <!--LFU：Less Frequently Used (最少使用).意思是一直以来最少被使用的。缓存的元素有一个hit 属性，hit 值最小的将会被清出缓存-->
    <!--LRU：Least Recently Used(最近最少使用). (ehcache 默认值).缓存的元素有一个时间戳，当缓存容量满了，而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候，那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存-->
    <defaultCache eternal="false" maxElementsInMemory="1000" overflowToDisk="false" diskPersistent="false"
                  timeToIdleSeconds="600" timeToLiveSeconds="900" memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>


    <!--name： Cache的名称，必须是唯一的(ehcache会把这个cache放到HashMap里)-->
    <cache name="com.huang.one.entity.User" eternal="false" maxElementsInMemory="0"
           overflowToDisk="true" diskPersistent="false" timeToIdleSeconds="0"
           timeToLiveSeconds="300" memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
</ehcache>

在hibernate.cfg.xml中添加二级缓存相关配置

<!-- 开启二级缓存 -->
<property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property>
<!-- 开启查询缓存 -->
<property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>
<!-- EhCache驱动 -->
<property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property>

指定实体类开启二级缓存

<!-- 注解式开发 -->
<class-cache usage="read-write" class="entity.Dict"/>

<!-- xml配置方式 -->
<class table="t_sys_dict" name="entity.Dict">
<cache usage="read-write"/> 
.......
</class>

开启二级缓存后，默认查询单个的话是会使用二级缓存的，但是查询多条记录是不会使用二级缓存的；

并且在这里需要区分session级别的缓存与sessionfactory级别的缓存；

为了验证缓存是否能够使性能加快，创建一个Dao方法

package com.huang.six.dao;

import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.Transaction;

import com.huang.one.entity.User;
import com.huang.two.util.SessionFactoryUtils;

public class UserDao {

    public User get(User u) {
        Session session = SessionFactoryUtils.openSession();
        Transaction transaction = session.beginTransaction();
        
        User user = session.get(User.class, u.getId());

        transaction.commit();
        session.close();
        return user;
    }
}

测试：

package com.huang.six.test;

import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.Transaction;

import com.huang.one.entity.User;
import com.huang.six.dao.UserDao;
import com.huang.two.util.SessionFactoryUtils;


/**
 * 演示查单个用户使用了缓存
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo3 {
    /**
     * 默认情况下，sql语句形成了三次，这里为了提高性能，必须使用二级缓存SessionFactory缓存
     *  <!-- 开启二级缓存 -->
     *  <property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property>
      <!-- 开启查询缓存 -->
      <property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>
      <!-- EhCache驱动 -->
      <property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property>
      
          映射文件中添加标签
          <cache usage="read-write" region="com.huang.one.entity.User"/>
          这里的region指的是Ehcache.xml中cacheName
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        UserDao userDao  = new UserDao();
        User u = new User();
        u.setId(7);
        User user = userDao.get(u);
        System.out.println(user);
        User user2 = userDao.get(u);
        System.out.println(user2);
        User user3 = userDao.get(u);
        System.out.println(user3);
        
    }
    
    /**
     * 同一个session，sql语句只生成一次，这里用到了一级缓存
     */
    public static void main() {
        Session session = SessionFactoryUtils.openSession();
        Transaction transaction = session.beginTransaction();
        
        User user = session.get(User.class, 7);
        System.out.println(user);
        User user2 = session.get(User.class, 7);
        System.out.println(user2);
        User user3 = session.get(User.class, 7);
        System.out.println(user3);
        
        transaction.commit();
        session.close();
    }
}


hibernate二级缓存不会同时缓存多条数据

package com.huang.six.test;

import java.util.List;

import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.Transaction;
import org.hibernate.query.Query;

import com.huang.two.util.SessionFactoryUtils;


/**
 * hibernate二级缓存不会同时缓存多条数据
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Session session = SessionFactoryUtils.openSession();
        Transaction transaction = session.beginTransaction();
        
        Query query = session.createQuery("from User");
        query.setCacheable(true);
        List list = query.list();
        System.out.println(list);
        List list2 = query.list();
        System.out.println(list2);
        List list3 = query.list();
        System.out.println(list3);
        
        
        transaction.commit();
        session.close();
    }
}