mybatis的缓存机制

1  什么是查询缓存

mybatis提供查询缓存，用于减轻数据库压力，提高数据库性能。

mybaits提供一级缓存，和二级缓存。

 

一级缓存是SqlSession级别的缓存。在操作数据库时需要构造 sqlSession对象，在对象中有一个(内存区域)数据结构（HashMap）用于存储缓存数据。不同的sqlSession之间的缓存数据区域（HashMap）是互相不影响的。

一级缓存的作用域是同一个SqlSession，在同一个sqlSession中两次执行相同的sql语句，第一次执行完毕会将数据库中查询的数据写到缓存（内存），第二次会从缓存中获取数据将不再从数据库查询，从而提高查询效率。当一个sqlSession结束后该sqlSession中的一级缓存也就不存在了。Mybatis默认开启一级缓存。

二级缓存是mapper级别的缓存，多个SqlSession去操作同一个Mapper的sql语句，多个SqlSession去操作数据库得到数据会存在二级缓存区域，多个SqlSession可以共用二级缓存，二级缓存是跨SqlSession的。

二级缓存是多个SqlSession共享的，其作用域是mapper的同一个namespace，不同的sqlSession两次执行相同namespace下的sql语句且向sql中传递参数也相同即最终执行相同的sql语句，第一次执行完毕会将数据库中查询的数据写到缓存（内存），第二次会从缓存中获取数据将不再从数据库查询，从而提高查询效率。Mybatis默认没有开启二级缓存，需要在setting全局参数中配置开启二级缓存。

2  一级缓存

2.1    一级缓存工作原理

下图是根据id查询用户的一级缓存图解 

 

第一次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，如果没有，从数据库查询用户信息。

得到用户信息，将用户信息存储到一级缓存中。 

如果sqlSession去执行commit操作（执行插入、更新、删除），清空SqlSession中的一级缓存，这样做的目的为了让缓存中存储的是最新的信息，避免脏读。 

第二次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，缓存中没有，从数据库中获取用户信息。

2.2    一级缓存测试

mybatis默认支持一级缓存，不需要在配置文件去配置。 

按照上边一级缓存原理步骤去测试。 

@Test

   public void testCache1() throws Exception{

      SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();//创建代理对象

      UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);     

      //下边查询使用一个SqlSession

      //第一次发起请求，查询id为1的用户

      User user1 = userMapper.findUserById(1);

      System.out.println(user1);     

//    如果sqlSession去执行commit操作（执行插入、更新、删除），清空SqlSession中的一级缓存，这样做的目的为了让缓存中存储的是最新的信息，避免脏读。     

      //更新user1的信息

      user1.setUsername("测试用户22");

      userMapper.updateUser(user1);

      //执行commit操作去清空缓存

      sqlSession.commit();     

      //第二次发起请求，查询id为1的用户

      User user2 = userMapper.findUserById(1);

      System.out.println(user2);     

      sqlSession.close();     

   } 

2.3    一级缓存应用

正式开发，是将mybatis和spring进行整合开发，事务控制在service中。

一个service方法中包括很多mapper方法调用。

service{
         //开始执行时，开启事务，创建SqlSession对象
         //第一次调用mapper的方法findUserById(1)        

         //第二次调用mapper的方法findUserById(1)，从一级缓存中取数据        

//aop控制 只要方法结束，sqlSession关闭。sqlsession关闭后就销毁数据结构，清空缓存
         Service结束sqlsession关闭
} 

如果是执行两次service调用查询相同的用户信息，不走一级缓存，因为Service方法结束，sqlSession就关闭，一级缓存就清空。

3  二级缓存

3.1    原理 

 

首先开启mybatis的二级缓存。 当开启缓存后，数据的查询执行的流程就是 二级缓存 -> 一级缓存 -> 数据库。

sqlSession1去查询用户id为1的用户信息，查询到用户信息会将查询数据存储到二级缓存中。 

如果SqlSession3去执行相同 mapper下sql，执行commit提交，清空该 mapper下的二级缓存区域的数据。 

sqlSession2去查询用户id为1的用户信息，去缓存中找是否存在数据，如果存在直接从缓存中取出数据。 

二级缓存与一级缓存区别，二级缓存的范围更大，多个sqlSession可以共享一个UserMapper的二级缓存区域。数据类型仍然为HashMap。

UserMapper有一个二级缓存区域（按namespace分，如果namespace相同则使用同一个相同的二级缓存区），其它mapper也有自己的二级缓存区域（按namespace分）。

每一个namespace的mapper都有一个二缓存区域，两个mapper的namespace如果相同，这两个mapper执行sql查询的数据将存在相同的二级缓存区域中。

3.2    开启二级缓存

mybaits的二级缓存是mapper范围级别，除了在SqlMapConfig.xml设置二级缓存的总开关，还要在具体的mapper.xml中开启二级缓存。 

在核心配置文件SqlMapConfig.xml中加入 

<setting name="cacheEnabled"value="true"/>
<!-- 全局配置参数，需要时再设置 -->
    <settings>
       <!-- 开启二级缓存  默认值为true -->
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    </settings> 

在UserMapper.xml中开启二级缓存，UserMapper.xml下的sql执行完成会存储到它的缓存区域（HashMap）。

<mapper namespace="cn.hpu.mybatis.mapper.UserMapper">

<!-- 开启本mapper namespace下的二级缓存 -->

<cache/>

3.3    调用pojo类实现序列化接口

public class User implements Serializable {

    //Serializable实现序列化，为了将来反序列化
}

二级缓存需要查询结果映射的pojo对象实现java.io.Serializable接口实现序列化和反序列化操作，注意如果存在父类、成员pojo都需要实现序列化接口。

pojo类实现序列化接口是为了将缓存数据取出执行反序列化操作，因为二级缓存数据存储介质多种多样，不一定在内存，有可能是硬盘或者远程服务器。参考：Java对象的序列化与反序列化

3.4    测试方法 

// 二级缓存测试

   @Test

   public void testCache2() throws Exception {

      SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();

      SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();

      SqlSession sqlSession3 = sqlSessionFactory.openSession();

      // 创建代理对象

      UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);

      // 第一次发起请求，查询id为1的用户

      Useruser1 = userMapper1.findUserById(1);

      System.out.println(user1);     

      //这里执行关闭操作，将sqlsession中的数据写到二级缓存区域

      sqlSession1.close();     

      //使用sqlSession3执行commit()操作
      UserMapper userMapper3 = sqlSession3.getMapper(UserMapper.class);
      User user  = userMapper3.findUserById(1);
      user.setUsername("张明明");
      userMapper3.updateUser(user);
      //执行提交，清空UserMapper下边的二级缓存
      sqlSession3.commit();
      sqlSession3.close();
      UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
      // 第二次发起请求，查询id为1的用户
      Useruser2 = userMapper2.findUserById(1);
      System.out.println(user2);
      sqlSession2.close();
   } 

3.5  useCache配置禁用二级缓存

在statement中设置useCache=false可以禁用当前select语句的二级缓存，即每次查询都会发出sql去查询，默认情况是true，即该sql使用二级缓存。

<select id="findOrderListResultMap" resultMap="ordersUserMap" useCache="false">

总结：针对每次查询都需要最新的数据sql，要设置成useCache=false，禁用二级缓存。 

3.6    mybatis刷新缓存（就是清空缓存）

在mapper的同一个namespace中，如果有其它insert、update、delete操作数据后需要刷新缓存，如果不执行刷新缓存会出现脏读。

 设置statement配置中的flushCache="true" 属性，默认情况下为true即刷新缓存，如果改成false则不会刷新。使用缓存时如果手动修改数据库表中的查询数据会出现脏读。

如下：

<insert id="insertUser" parameterType="cn.itcast.mybatis.po.User" flushCache="true"> 

总结：一般执行完commit操作都需要刷新缓存，flushCache=true表示刷新缓存，默认情况下为true,我们不用去设置它，这样可以避免数据库脏读。

3.7  Mybatis Cache参数

flushInterval（刷新间隔）可以被设置为任意的正整数，而且它们代表一个合理的毫秒形式的时间段。默认情况是不设置，也就是没有刷新间隔，缓存仅仅调用语句时刷新。

size（引用数目）可以被设置为任意正整数，表示要记住的你缓存的对象数目和你运行环境的可用内存资源数目。默认值是1024。

readOnly（只读）属性可以被设置为true或false。只读的缓存会给所有调用者返回缓存对象的相同实例。因此这些对象不能被修改。这提供了很重要的性能优势。可读写的缓存会返回缓存对象的拷贝（通过序列化）。这会慢一些，但是安全，因此默认是false。

如下例子：

<cache  eviction="FIFO" flushInterval="60000"  size="512" readOnly="true"/>

这个更高级的配置创建了一个 FIFO 缓存,并每隔 60 秒刷新,存储结果对象或列表的 512 个引用,而且返回的对象被认为是只读的,因此在不同线程中的调用者之间修改它们会导致冲突。可用的收回策略有（默认的是 LRU）:

1.      LRU – 最近最少使用的:移除最长时间不被使用的对象。

2.      FIFO – 先进先出:按对象进入缓存的顺序来移除它们。

3.      SOFT – 软引用:移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象。

4.      WEAK – 弱引用:更积极地移除基于垃圾收集器状态和弱引用规则的对象。

总结

  1. MyBatis一级缓存的生命周期和SqlSession一致。
  2. MyBatis一级缓存内部设计简单，只是一个没有容量限定的HashMap，在缓存的功能性上有所欠缺。
  3. MyBatis的一级缓存最大范围是SqlSession内部，有多个SqlSession或者分布式的环境下，数据库写操作会引起脏数据，建议设定缓存级别为Statement。
  4. MyBatis的二级缓存相对于一级缓存来说，实现了SqlSession之间缓存数据的共享，同时粒度更加的细，能够到namespace级别，通过Cache接口实现类不同的组合，对Cache的可控性也更强。
  5. MyBatis在多表查询时，极大可能会出现脏数据，有设计上的缺陷，安全使用二级缓存的条件比较苛刻。
  6. 在分布式环境下，由于默认的MyBatis Cache实现都是基于本地的，分布式环境下必然会出现读取到脏数据，需要使用集中式缓存将MyBatis的Cache接口实现，有一定的开发成本，直接使用Redis,Memcached等分布式缓存可能成本更低，安全性也更高。

个人建议MyBatis缓存特性在生产环境中进行关闭，单纯作为一个ORM框架使用可能更为合适。

参考资料

mybatis的缓存机制（一级缓存二级缓存和刷新缓存）和mybatis整合ehcache

聊聊MyBatis缓存机制

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