MyBatis 的一级缓存与二级缓存

一、简述

MyBatis 的一级缓存是基于数据库会话(SqlSession 对象)的，默认开启。二级缓存是基于全局(nameSpace)的，开启需要配置。

对于 JDBC 操作，如果需要连续请求 id=1 的用户数据，那么就要进行两次的数据库连接，获取数据库中的数据。相同的数据，进行两次数据库连接，这肯定会造成资源的浪费。基于面向对象，可以把第一次获取的数据保存到一个对象中，下一次直接从对象中获取就行了，如图：

获取的内容保存在对象中，在一个请求期间，直接使用或者传递对象就可以了。对于 JDBC 的操作，可以自己定义类或者集合来保存数据库中的数据，来避免连续请求数据库的问题。这里用来保存数据的对象或者集合，也能称之为缓存。

但是使用了三层架构之后，Dao 层和 Dao 层之间有可能互相是不清楚的。如果有一个复杂的业务要在 Service 层中进行处理，需要分别调用不同 Dao 层中的数据，那这样简单的缓存还是不够看。

此时，要再去处理缓存问题，就会花费过多的精力，得不偿失。在这种层面上的缓存处理 MyBatis 框架已经做好了，就叫做一级缓存。

二、MyBatis 的主要层次结构

使用 MyBatis 对数据库操作的代码，能够看见的就是这个 SqlSession 对象。实际上，这只是 MyBatis 对外暴露的接口，整个 MyBatis 核心部件是下面的这么一堆接口和类：

1️⃣SqlSession：MyBatis 工作的主要顶层 API，表示和数据库交互的会话，完成必要数据库增删改查功能。
2️⃣Executor：MyBatis 执行器，整个 MyBatis 调度的核心，负责 QL 语句的生成和查询缓存的维护。
3️⃣StatementHandler：封装了 JDBC Statement 操作，负责对 JDBC statement 的操作，如设置参数、将 Statement 结果集转换成 List 集合。
4️⃣ParameterHandler：负责对用户传递的参数转换成 JDBC Statement 所需要的参数。
5️⃣ResultSetHandler：负责将 JDBC 返回的 ResultSet 结果集对象转换成 List 类型的集合。
6️⃣TypeHandler：负责 Java 数据类型和 jdbc 数据类型之间的映射和转换。
7️⃣MappedStatement：MappedStatement 维护了一条节点的封装。
8️⃣SqlSource：负责根据用户传递的 parameterObject，动态地生成 SQL 语句，将信息封装到 BoundSql 对象中，并返回。
9️⃣BoundSql：表示动态生成的 SQL 语句以及相应的参数信息。
1️⃣0️⃣Configuration：MyBatis 所有的配置信息都维持在 Configuration 对象之中。

上面这堆接口和类的层次关系如图：

MyBatis 对外暴露的接口是 SqlSession，而最重要的是 Executor 接口。Executor 的实现类 BaseExecutor 中拥有一个 Cache 接口的实现类 PerpetualCache：

PerpetualCache 中则有一个 HashMap 属性：

总结：

MyBatis 封装了 JDBC 操作，对外暴露了 SqlSession 接口进行数据库的操作。但是实际 MyBatis 最核心的接口是 Executor，它负责 SQL 语句的生成和查询缓存的维护。如果没有缓存就查数据库，有缓存就使用的是 PerpetualCache 中的 HashMap 保存的数据缓存。MyBatis 的一级缓存其实就保存在一个 HashMap 中。HashMap 如何判断查询方法是否相同？其实主要是通过 HashMap 的 key 值。

BaseExecutor：

...

public CacheKey createCacheKey(MappedStatement ms, 
                               Object parameterObject, 
                               RowBounds rowBounds, 
                               BoundSql boundSql) {
        if (this.closed) {
            throw new ExecutorException("Executor was closed.");
        } else {
            CacheKey cacheKey = new CacheKey();
            cacheKey.update(ms.getId());
            cacheKey.update(rowBounds.getOffset());
            cacheKey.update(rowBounds.getLimit());
            cacheKey.update(boundSql.getSql());
            List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
            TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry = ms.getConfiguration().getTypeHandlerRegistry();
            Iterator var8 = parameterMappings.iterator();
            while(var8.hasNext()) {
                ParameterMapping parameterMapping = (ParameterMapping)var8.next();
                if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                    String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                    Object value;
                    if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                        value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                    } else if (parameterObject == null) {
                        value = null;
                    } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
                        value = parameterObject;
                    } else {
                        MetaObject metaObject = this.configuration.newMetaObject(parameterObject);
                        value = metaObject.getValue(propertyName);
                    }
                    cacheKey.update(value);
                }
            }
            if (this.configuration.getEnvironment() != null) {
                cacheKey.update(this.configuration.getEnvironment().getId());
            }
            return cacheKey;
        }
    }
...

从代码中可以看出，如果下面条件一样，就可以判断为两个查询相同：

1️⃣statementId
2️⃣RowBounds 的 offset、limit 的结果集分页属性
3️⃣SQL 语句
4️⃣传给 JDBC 的参数值

三、MyBatis 的一级缓存

1️⃣一级缓存最简单的组织形式

MyBatis 在一次会话的表示——一个 SqlSession 对象中创建一个本地缓存(local cache)，对于每一次查询，都会尝试根据查询的条件去本地缓存中查找是否在缓存中，如果在，就直接从缓存中取出，然后返回给用户；否则，从数据库读取数据，将查询结果存入缓存并返回给用户。

类似于最开始保存的方式，只是从一个简单的对象，换成了封装好了的更加复杂的 Local Cache 对象。

实际上，SqlSession 只是一个 MyBatis 对外的接口，SqlSession 将它的工作交给了 Executor 执行器这个角色来完成，负责完成对数据库的各种操作。当创建了一个 SqlSession 对象时，MyBatis 会为这个 SqlSession 对象创建一个新的 Executor 执行器，而缓存信息就被维护在这个 Executor 执行器中，MyBatis 将缓存和对缓存相关的操作封装在 Cache 接口中。它们之间的组织关系，大概如下图：

2️⃣一级缓存的生命周期

  1. MyBatis 在开启一个数据库会话时，会创建一个新的 SqlSession 对象，SqlSession 对象中会有一个新的 Executor 对象，Executor 对象中持有一个新的 PerpetualCache 对象(Cache 接口的实现类)；当会话结束时，SqlSession 对象及其内部的 Executor 对象还有 PerpetualCache 对象也一并释放掉。
  2. 如果 SqlSession 调用了 close()，会释放掉一级缓存 PerpetualCache 对象，一级缓存将不可用。
  3. 如果 SqlSession 调用了 clearCache()，会清空 PerpetualCache 对象中的数据，但是 SqlSession 对象仍可使用。
  4. SqlSession 中执行任何一个增/删/改操作之后执行事务提交 commit() ，都会清空PerpetualCache 对象的数据，但是 SqlSession 对象可以继续使用。

四、MyBatis 的二级缓存

1️⃣二级缓存使用场景

类似于统计排行榜的查询，可能会涉及到多张表很多字段的查询统计排序，是非常费时费力的。如果每次都去数据库查询显示一次排行榜数据，那到排行榜这里，必定会卡顿很久，而且这种卡顿是用户不能忍受的。做成一级缓存也是不可行的，每次 SqlSession 请求，每个客户上来难道都要卡顿一次吗？所以，这种查询肯定要做成全局的缓存，当应用启动的时候就缓存这种查询数据，然后每一周刷新一次这种数据就可以了。

由此，简单总结二级缓存的特点和使用场景：二级缓存作用于全局，对于一些相当消耗性能的，并且对于时效性不敏感的查询可以使用二级缓存。注意，如果开启了二级缓存，查询的顺序是二级缓存 → 一级缓存 → 数据库。

2️⃣MyBatis 二级缓存的配置

在 MyBatis 中使用二级缓存就必须要进行配置了，必须要有下面的步骤才能正常使用二级缓存：

  1. 在全局设置中开启二级缓存
<settings>...
  <!-- 开启二级缓存 -->
  <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
  ...
</settings>
  1. 在 xxxMapper.xml 中开启 <cache> 标签
<cache eviction="FIFO" flushInterval="60000" readOnly="false" size="1024">
</cache>

可以简写为：

<cache/>

这样就表示在 xxxMapper.xml 中开启二级缓存了，因为 <cache/> 标签的每个属性都有默认值。cache 标签属性：

eviction：缓存回收策略，这个属性又有下面几个值
LRU – 最近最少使用的。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。移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象。
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。
默认是LRU
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，要记住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。

  1. 相关实体类需要序列化

放入二级缓存中保存的 JavaBean 需要实现 Serializable 接口。序列化的意思就是从内存中的数据传到硬盘中。反序列化意思相反。MyBatis 的二级缓存，实际上就是将数据放进了硬盘文件中去了。

如果要使用 MyBatis 的二级缓存，除了要在需要缓存的 mapper.xml 中开启以外，还需要目标实体类实现序列化的接口。当实体类有父类或级联属性，也必须实现序列化。

  1. useCache 和 flushCache

这一步不是必须的。这两个都是属于查询标签 <select> 的属性

userCache 是用来设置是否禁用二级缓存的，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。

flushCache 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。

五、Mybatis 涉及的设计模式

1️⃣Builder模式，例如 SqlSessionFactoryBuilder、XMLConfigBuilder、XMLMapperBuilder、XMLStatementBuilder、CacheBuilder
2️⃣工厂模式，例如 SqlSessionFactory、ObjectFactory、MapperProxyFactory
3️⃣单例模式，例如 ErrorContext 和 LogFactory
4️⃣代理模式，Mybatis 实现的核心，比如 MapperProxy、ConnectionLogger，用的 jdk 的动态代理；还有 executor.loader 包使用了 cglib 或者 javassist 达到延迟加载的效果
5️⃣组合模式，例如 SqlNode 和各个子类 ChooseSqlNode 等
6️⃣模板方法模式，例如 BaseExecutor 和 SimpleExecutor，还有 BaseTypeHandler 和所有的子类例如 IntegerTypeHandler
7️⃣适配器模式，例如 Log 的 Mybatis 接口和它对 jdbc、log4j 等各种日志框架的适配实现
8️⃣装饰者模式，例如 Cache 包中的 cache.decorators 子包中等各个装饰者的实现
9️⃣迭代器模式，例如迭代器模式 PropertyTokenizer

六、总结

  1. 进行 select 后，调用SqlSession.close()，会将其一级缓存的数据放进二级缓存中，此时一级缓存随着 SqlSession 的关闭也就不存在了。
  2. 进行 select 后，调用SqlSession.commit()，会将其一级缓存的数据放进二级缓存中，并清空一级缓存。
  3. 对 SqlSession 执行更新(insert、delete、update)后，同时不调用SqlSession.commit/SqlSession.close()，这时只会清空其自身的一级缓存，对二级缓存没有影响。
  4. 对 SqlSession 执行更新(insert、delete、update)后，执行SqlSession.commit()，不仅清空其自身的一级缓存(执行更新操作的结果)，也清空二级缓存(执行 commit() 的效果)。
  5. 对 SqlSession 执行更新(insert、delete、update)后，执行SqlSession.close()(没有执行 SqlSession.commit())，需分两类情况。当 autoCommit 为 false 时，只会清空其自身的一级缓存(执行更新操作的效果)，对二级缓存没有影响。当 autoCommit 为 true 时，会清空二级缓存。
最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 206,723评论 6赞 481
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,485评论 2赞 382
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,998评论 0赞 344
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,323评论 1赞 279
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 64,355评论 5赞 374
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 49,079评论 1赞 285
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 38,389评论 3赞 400
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 37,019评论 0赞 259
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 43,519评论 1赞 300
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,971评论 2赞 325
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,100评论 1赞 333
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 33,738评论 4赞 324
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,293评论 3赞 307
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,289评论 0赞 19
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,517评论 1赞 262
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,547评论 2赞 354
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,834评论 2赞 345