Hibernate之二级缓存

一：二级缓存简介

为什么需要缓存：

　　　　　　查询大量数据时更快，拉高程序的性能

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

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)：

• 　　基于文件存储的数据库：ehcache
•        基于内存存储的数据库：redis、memcache
•        基于文档存储的数据库：mongodb

ehcache是什么:

　　　　   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

　　我们来用map简单测试一下缓存原理：

package com.ht.six.test;

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

/**
 * 利用map集合简易实现缓存原理
 * @author Administrator
 *
 */
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("从缓存中获取数据。。。。");
        if(value == null) {
            System.out.println("从软件相对应的配置文件中获取数据。。。");
            cache.put(key, new String[] {"zs"});
            return cache.get(key);
        }
        return value;
    }
    
    /**
     * 1.从缓存中获取数据。。。。
     * 2.从软件相对应的配置文件中获取数据。。。
     * 3."zs"
     * 4.从缓存中获取数据。。。。
     * 5."zs"
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getValue("sname"));
        System.out.println(getValue("sname"));
    }
}

运行原理图解：

我们来看一下运行结果：

 ehcache简介

ehcache特点：

• 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.

• 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

• 够小

　　　　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。

• 够轻量

　　　　核心程序仅仅依赖slf4j这一个包，没有之一！

• 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

• 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

• 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

核心接口：

1. CacheManager：缓存管理器
2. 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
3. Element：单条缓存数据的组成单位

ehcache的使用

　　　　首先我们在POM.XML中导入相关依赖

 <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
        <junit.version>4.12</junit.version>
        <servlet.version>4.0.0</servlet.version>
        <hibernate.version>5.2.12.Final</hibernate.version>
        <mysql.driver.version>5.1.46</mysql.driver.version>
    <ehcache.version>2.10.0</ehcache.version>
        <slf4j-api.version>1.7.7</slf4j-api.version>
        <log4j-api.version>2.9.1</log4j-api.version>
    </properties>
  <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>${junit.version}</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
<dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>${servlet.version}</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.hibernate</groupId>
            <artifactId>hibernate-core</artifactId>
            <version>${hibernate.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>${mysql.driver.version}</version>
        </dependency>
        <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>
  </dependencies>

用二级缓存来演示存储数据

　　　　导入相关配置文件

　　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="0" timeToLiveSeconds="600" memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
</ehcache>

　　EhcacheUtil类

package com.ht.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);
    }
}

测试类：

package com.ht.six.test;

import com.ht.six.util.EhcacheUtil;

/**
 * 演示利用缓存存储数据
 * @author Administrator
 *
 */
public class EhcacheDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(System.getProperty("java.io.tmpdir"));
        EhcacheUtil.put("com.ht.four.entity.Book", 11, "zhangsan");
        System.out.println(EhcacheUtil.get("com.ht.four.entity.Book", 11));
    }
}

若是自己没有去配置槽中的内容，管理器一般就是自动规划为默认配置，不会存储到硬盘里面去

什么是槽？由下面的图告诉你cache的内部结构

把槽中数据修改一下测试一下

<!--name： Cache的名称，必须是唯一的(ehcache会把这个cache放到HashMap里)-->
    <cache name="com.ht.one.entity.User" eternal="false" maxElementsInMemory="100"
           overflowToDisk="true" diskPersistent="true" timeToIdleSeconds="0"
           timeToLiveSeconds="300" memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>

测试结果中，我们在D盘中发现存储进去的文件：

hibernate中使用二级缓存(ehcache)

• 依赖包已经在上面全部导入 所以这里就不重复了

　　hibernate一级缓存使用

　　

/**
     * 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.javaxl.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);
        
    }

因为一个session中只生产一个sql语句，所以这里用了多个session，要是小数据还可行，大量数据就大大降低性能，那么就要用到二级缓存了。

• 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.internal.EhCacheRegionFactory</property>

• 对应的映射文件中添加缓存配置 User.hbm.xml

        <!-- 添加缓存标号 指定槽 -->
<cache usage="read-write" region="com.ht.one.entity.User"/>

• 调用 测试方法

/**
     * 同一个session，sql语句只生成一次，这里用到了一级缓存
     * 
     * session级别的缓存就是一级缓存
     * sessionfactory级别的缓存就是二级缓存
     * 默认的一级缓存开启的
     */
    public static void test1() {
        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();
    }

EhcacheDemo4

package com.ht.six.test;

import java.util.List;

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

import com.ht.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();
    }
}

发现他也执行多次

　　原因：对于查询单条数据的时候，缓存机制是默认用一级缓存的，若是想要用二级缓存来提高性能，还得靠自己手动开启二级缓存

query.setCacheable(true);