MyBatis一级缓存与二级缓存原理与作用分析

时间:2022-12-27 一个双子座的Java攻城狮人气:0

缓存的作用

在 Web 系统中，最重要的操作就是查询数据库中的数据。但是有些时候查询数据的频率非常高，这是很耗费数据库资源的，往往会导致数据库查询效率极低，影响客户的操作体验。于是可以将一些变动不大且访问频率高的数据，放置在一个缓存容器中，用户下一次查询时就从缓存容器中获取结果。

MyBatis 的缓存结构

MyBatis 系统中默认定义了两级缓存：一级缓存和二级缓存：

MyBatis 一级缓存是一个 SqlSession 级别，Sqlsession 只能访问自己的一级缓存的数据。

二级缓存是跨 sqlSession，是 mapper 级别的缓存，对于 mapper 级别的缓存不同的 sqlsession 是可以共享的。

MyBatis 默认开启一级缓存，同时为了增强扩展性，MyBatis 定义了缓存接口 Cache，可以通过 Cache 自定义二级缓存。

一级缓存

MyBatis 一级缓存是一个 SqlSession 级别的缓存，缓存的执行遵循下方的规则：

映射语句文件中的所有 select 语句的结果将会被缓存。
映射语句文件中的所有 insert、update 和 delete 语句会刷新缓存。
缓存默认会使用最近最少使用算法（LRU, Least Recently Used）算法来清除不需要的缓存。
缓存不会定时进行刷新（也就是说，没有刷新间隔）。
缓存会保存列表或对象（无论查询方法返回哪种）的 1024 个引用。
缓存会被视为读/写缓存，这意味着获取到的对象并不是共享的，可以安全地被调用者修改，而不干扰其他调用者或线程所做的潜在修改。

接下来通过代码模拟一级缓存的执行，用的代码是最简单的一个用户类，首先第一步在 mybatis-config 中开启 log 日志：

<settings>
    <setting name="logImpl" value="STDOUT_LOGGING"/>
</settings>

编写测试代码，在同样的查询条件下查询第二次：

public class CacheTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取SqlSession
        SqlSession sqlSession = MyBatisUtils.getSqlSession();
        // 执行Sql
        UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        User user=mapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);
        //同样的条件查询第二次
        User user2=mapper.getUserById(1);
        System.out.println(user2);
        sqlSession.close();
    }
}

首先这段代码是在一个 SqlSession 下，因此默认开启了一级缓存，在结果中可以看到，第一次查询走的是数据库，第二次就不需要再查数据库了。满足第一条规则：

映射语句文件中的所有 select 语句的结果将会被缓存。

修改条件，在查询第二次之前先往表里插入一条数据：

public class CacheTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取SqlSession
        SqlSession sqlSession = MyBatisUtils.getSqlSession();
        // 执行Sql
        UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        User user=mapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);
        //第二次查询前先插入一条数据
        User user1=new User(5,"java");
        mapper.insertUser(user1);
        //同样的条件查询第二次
        User user2=mapper.getUserById(2);
        System.out.println(user2);
        sqlSession.close();
    }
}

在第一次查询之后插入了一条数据，第二次同样条件查询时没有走缓存，再次查表，符合规则：

映射语句文件中的所有 insert、update 和 delete 语句会刷新缓存。

二级缓存

二级缓存的作用域比一级缓存要更大，二级缓存是 mapper 级别的缓存，你也可以理解为他是一个 namespace 内的缓存。

开启二级缓存需要几个步骤：

1、 MyBatis 中开启缓存需要首先在设置中开启 cacheEnabled

<settings>
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    <setting name="logImpl" value="STDOUT_LOGGING"/>
</settings>

cacheEnabled 默认也是开启状态。

2、在 mapper.xml 中使用二级缓存

在 UserMapper.xml 文件的 mapper 节点下增加一行 , 这个 mapper 就开启了二级缓存。

MyBatis 缓存要求对应的对象需要实现序列话，因此给 User 对象加上序列化

import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private int id;
    private String name;
    public User(){}
    public User(int id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "id:"+this.id+" name:"+this.name;
    }
}

编写测试用例，下面这段代码在第一次查询结束后关闭了 SqlSession，接着重新生成一个 SqlSession 执行第二次查询，一级缓存就没有用了，这样的场景下就需要二级缓存。

public class CacheTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取SqlSession
        SqlSession sqlSession = MyBatisUtils.getSqlSession();
        // 执行Sql
        UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        User user=mapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);
        // 第一次查询结束后关闭 SqlSession
        sqlSession.close();
        sqlSession = MyBatisUtils.getSqlSession();
        // 执行Sql
        mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        //同样的条件查询第二次
        User user2=mapper.getUserById(1);
        System.out.println(user2);
        sqlSession.close();
    }
}

使用 useCache 对具体某一个查询设置不适用缓存：

<select id="getUserById" resultMap="UserMap" parameterType="int" useCache="false">
    select id,name from user where id=#{id};
</select>

cache 标签可以通过配置进行修改：

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

重点讲一下清除策略（eviction）：

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它们。
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：更积极地基于垃圾收集器状态和弱引用规则移除对象。

这里主要了解 LRU 和 FIFO 即可，默认的清除策略是 LRU。

其他几个属性的配置如下：

flushInterval（刷新间隔）属性可以被设置为任意的正整数，设置的值应该是一个以毫秒为单位的合理时间量。默认情况是不设置，也就是没有刷新间隔，缓存仅仅会在调用语句时刷新。

size（引用数目）属性可以被设置为任意正整数，要注意欲缓存对象的大小和运行环境中可用的内存资源。默认值是 1024。

readOnly（只读）属性可以被设置为 true 或 false，默认为 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，这就提供了可观的性能提升。而可读写的缓存会（通过序列化）返回缓存对象的拷贝，速度上会慢一些，但是更安全。

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