MyBatis 中的一级和二级缓存

村雨遥

发布于 2020-07-27 15:26:55

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发布于 2020-07-27 15:26:55

文章被收录于专栏：JavaPark JavaParkJavaPark

1. 前言

1.1 什么是缓存

缓存是存在内存中的临时数据，通过将我们 「经常查询但不常变的数据」 放在内存中，当我们查询数据时就不在需要从磁盘读取，而只需要从缓存中查询即可，大大提升了查询的效率，解决了高并发系统的性能问题。

1.2 为什么需要缓存

既然我们可以直接从数据库中查询数据，那为什么还要需要缓存呢？通过使用缓存，我们能够减少和数据库之间的交互频率，减少系统开销，从而提高系统的效率。

2. MyBatis 缓存

MyBatis 内置了一个强大的事务性查询缓存机制，通过它能够十分方便的配置和定制。默认情况下，MyBatis 默认定义了两级缓存，而且为了提高扩展性，定义了缓存接口 Cache，我们能十分方便的实现 Cache 接口来自定义二级缓存。

「一级缓存」：也叫 「本地缓存」，默认情况下开启的缓存（SqlSession 级别的缓存）；
「二级缓存」：基于 namespace 级别的缓存，需要我们手动进行开启和配置；

3. 一级缓存

也叫 「本地缓存」，在与数据库同一次会话期间查询到的数据放在本地缓存，当要再次获取相同数据时，直接从缓存获取即可，不用再次和数据库交互。

3.1 一级缓存原理

每个 SqlSession 中都有一个 Executor，每个 Executor 中又有一个 LocalCache，当我们进行查询操作时，MyBatis 根据当前执行的语句生成 MapperdStatement，然后在 Local Cache 中进行查询，如果存在（命中），直接返回给用户。若缓存中不存在（未命中），则和数据库交互查询数据，将结果写入 Local Cache，同时返回给用户。

3.2 如何使用一级缓存

一级缓存即 SqlSession 级别的缓存，和我们之前的 CURD 操作差不多；

首先在接口中添加方法；

@Select("select * from user where id=#{id}")
User queryUserById(@Param("id") int id);

测试

@Test
public void testQueryUserById() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtil.getSqlSession();
    UserDao mapper = sqlSession.getMapper(UserDao.class);

    User user1 = mapper.queryUserById(1);
    System.out.println(user1);

    User user2 = mapper.queryUserById(1);
    System.out.println(user2);

    System.out.println(user1 == user2);

    sqlSession.close();
}

结果

通过结果可以看出，由于是在一次会话期间内（SqlSession 级别），所以此时的 SQL 语句只查询了一次，当第二次获取相同结果时，直接从缓存中取结果即可，也就解释了为什么 user1 和 user2 指向的是同一个对象；

3.3 一级缓存失效的情况

一级缓存是默认一直开启的，我们是关闭不了的。但是有时候一级缓存会出现失效的情况，主要可能是如下几种原因导致；

「每个 SqlSession 中缓存独立」

当我们使用不同的 SqlSession 时，有多少个 SqlSession 就需要向数据库发起多少次查询请求。

@Test
public void testQueryUserById() {
    SqlSession sqlSession1 = MybatisUtil.getSqlSession();
    UserDao mapper1 = sqlSession1.getMapper(UserDao.class);

    SqlSession sqlSession2 = MybatisUtil.getSqlSession();
    UserDao mapper2 = sqlSession2.getMapper(UserDao.class);

    User user1 = mapper1.queryUserById(1);
    System.out.println(user1);

    User user2 = mapper2.queryUserById(1);
    System.out.println(user2);

    System.out.println(user1 == user2);

    sqlSession1.close();
    sqlSession2.close();
}

「当前缓存中不存在该数据时」

当位于同一个 SqlSession，但查询条件不同时，也会导致缓存失效；

@Test
    public void testQueryUserById1() {
        SqlSession sqlSession = MybatisUtil.getSqlSession();
        UserDao mapper = sqlSession.getMapper(UserDao.class);

        User user = mapper.queryUserById(1);
        System.out.println(user);

        User user2 = mapper.queryUserById(2);
        System.out.println(user2);

        System.out.println(user == user2);

        sqlSession.close();
    }

「其他 CURD 操作对当前数据造成影响」

假如在同一 SqlSession 中，在两次查询之间进行了其他的增删改等操作，当第二次查询进行时，就会重新执行 SQL 语句，导致缓存失效；

@Test
public void testQueryUserById() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtil.getSqlSession();
    UserDao mapper = sqlSession.getMapper(UserDao.class);

    User user = mapper.queryUserById(1);
    System.out.println(user);

    mapper.updateUser(new User(2,"小玉","8349823"));

    User user2 = mapper.queryUserById(1);
    System.out.println(user2);

    System.out.println(user == user2);

    sqlSession.close();
}

「手动清除」

当 SqlSession 相同时，如果我们手动清除了缓存，那么也会导致缓存失效的情况出现。

@Test
public void testQueryUserById1() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtil.getSqlSession();
    UserDao mapper = sqlSession.getMapper(UserDao.class);

    User user = mapper.queryUserById(1);
    System.out.println(user);

    // 手动清除缓存
    sqlSession.clearCache();

    User user2 = mapper.queryUserById(1);
    System.out.println(user2);

    System.out.println(user == user2);

    sqlSession.close();
}

4. 二级缓存

也叫 「全局缓存」，基于 namespace 的缓存，一个 namespace 对应一个二级缓存。

4.1 二级缓存原理

一级缓存的最大共享范围是一个 SqlSession 内部，若多个 SqlSession 之间要共享缓存，则需要用二级缓存。二级缓存一旦开启，将会有多个 CachingExecutor 来装饰 Executor，进入一级缓存的查询流程之前，先在 CachingExecutor 中进行二级缓存的查询，如上图。此时数据的查询流程是：

❝二级缓存 -> 一级缓存 -> 数据库 ❞

4.2 如何使用二级缓存

要使用二级缓存，通常需要有如下步骤：

首先在 MyBatis 配置文件（一般是 mybatis-config.xml）中开启二级缓存；

<setting name="cacheEnabled" value="true"/>

然后到对应的 xxxMapper.xml 中配置二级缓存；

<cache/>

配置之后，xxxMapper.xml 文件中的 select 语句将会被缓存，而 insert、update、delete 则会刷新缓存。此外还可以设置自定义属性值来修改默认属性；

属性	说明
eviction	清除策略
flushInterval	刷新间隔，单位是 ms
size	引用数目，默认为 1024
readOnly	默认为 false

而清除策略也主要有如下 4 种：

清除策略	说明
LRU	「最近最少使用」：移除最长时间不被使用的对象
FIFO	「先进先出」：按对象进入缓存的顺序来移除
SOFT	「软引用」：基于垃圾回收器状态和软引用规则移除对象
WEAK	「弱引用」：更积极地基于垃圾回收器状态和若引用规则移除对象

测试

@Test
public void testGetUserByPassword() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
    SqlSession sqlSession2 = MybatisUtils.getSqlSession();

    UserDao mapper = sqlSession.getMapper(UserDao.class);
    UserDao mapper2 = sqlSession.getMapper(UserDao.class);

    User user = mapper.getUserByPassword("1234567");
    System.out.println(user);


    User user2 = mapper2.getUserByPassword("1234567");
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user==user2);

    sqlSession.close();
    sqlSession2.close();
}