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MyBatis 中的一级和二级缓存

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;

  1. 首先在接口中添加方法;
@Select("select * from user where id=#{id}")
User queryUserById(@Param("id") int id);
  1. 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();
}
  1. 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 user1user2 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;

  1. 「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();
}
  1. 「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();
    }
  1. 「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();
}
  1. 「手动清除」

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:

  1. 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"/>
  1. 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

  1. 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();
}
  1. 结果

根据结果可以看出,此时的二级缓存已经生效。若是未生效,则会和一级缓存中的结果一致,两者指向不同的对象,但此时两个引用指向同一对象,说明二级缓存成功。

本文分享自微信公众号 - 村雨遥(cunyu1943),作者:村雨遥

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原始发表时间:2020-07-22

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