day09-MyBatis缓存

时间:2022-12-14 00:41:41

mybatis – MyBatis 3 | cache

MyBatis 一级缓存全详解(一)

MyBatis 内置了一个强大的事务性查询缓存机制,它可以非常方便地配置和定制。 为了使它更加强大而且易于配置,我们对 MyBatis 3 中的缓存实现进行了许多改进。

1.一级缓存

1.1基本说明

Mybatis的一级缓存(也叫本地缓存/Local Cache)是指SqlSession级别的,作用域是SqlSession。

Mybatis默认开启一级缓存,在同一个SqlSession中,相同的Sql查询的时候,第一次查询的时候,就会从缓存中取,如果发现没有数据,那么就从数据库查询出来,并且缓存到HashMap中,如果下次还是相同的查询,就直接从缓存中查询,就不在去查询数据库,对应的就不在去执行SQL语句。

当查询到的数据,进行增删改的操作的时候,缓存将会失效。在spring容器管理中每次查询都是创建一个新的sqlSession,所以在分布式环境中不会出现数据不一致的问题。

一级缓存原理图:

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在参数和SQL完全一样的情况下,我们使用同一个SqlSession对象调用一个Mapper方法,往往只执行一次SQL,因为使用SelSession第一次查询后,MyBatis会将其放在缓存中,以后再查询的时候,如果没有声明需要刷新,并且缓存没有超时的情况下,SqlSession都会取出当前缓存的数据,而不会再次发送SQL到数据库。

每一次会话都对应自己的一级缓存,作用范围比较小,一旦会话关闭就查询不到了

1.2快速入门

需求:当第一次查询id=1的Monster后,再次查询id=1的monster对象,就会直接从一级缓存获取,不会再次发出sql

(1)Monster实体类

package com.li.entity;

import java.util.Date;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class Monster {
    //属性和表的字段对应
    private Integer id;
    private Integer age;
    private String name;
    private String email;
    private Date birthday;
    private double salary;
    private Integer gender;
    
    //省略全参、无参构造器、setter、getter、toString方法
}

(2)MonsterMapper接口方法

//查询-根据id
public Monster getMonsterById(Integer id);
//查询所有的Monster
public List<Monster> findAllMonster();

(3)映射文件(部分)

<mapper namespace="com.li.mapper.MonsterMapper">
    <!--配置getMonsterById方法-->
    <select >
        SELECT * FROM `monster` WHERE id=#{id};
    </select>

    <!--实现findAllMonster方法-->
    <select >
        SELECT * FROM `monster`;
    </select>
</mapper>

(4)测试(部分代码)

//测试一级缓存
@Test
public void level1CacheTest() {
    System.out.println("==========第一次查询=========");
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster=" + monster);
    System.out.println("==========第二次查询=========");
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster=" + monster2);
    //关闭sqlSession会话
    if (sqlSession != null) {
        sqlSession.close();
    }
}

一级缓存默认打开,在同一个会话中,当重复查询时,不会再发出sql语句,而是从一级缓存中直接获取数据:

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注意是重复查询,如果是不同的查询操作还是会向数据库发出sql

1.3一级缓存是什么?

一级缓存到底是什么?

我们通过查看SqlSession的结构可以看出,一级缓存就是一个HashMap,缓存其实就是一个本地存放的map对象,每一个SqlSession都会存放一个map对应的引用。

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1.4一级缓存的执行流程

MyBatis缓存机制

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1.5一级缓存失效分析

1.5.1关闭SqlSession会话后,一级缓存失效

我们知道,一级缓存是和SqlSession会话关联的,一旦SqlSession关闭了,一级缓存就会失效。测试如下:

//测试一级缓存失效
@Test
public void level1CacheTest2() {
    System.out.println("==========第1次查询=========");
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster=" + monster);
    //关闭sqlSession,一级缓存失效
    if (sqlSession != null) {
        sqlSession.close();
    }

    System.out.println("==========第2次查询=========");
    sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();//重新获取SqlSession对象
    monsterMapper = sqlSession.getMapper(MonsterMapper.class);//重新初始化
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster2=" + monster2);
    if (this.sqlSession != null) {
        this.sqlSession.close();
    }
}

结果:可以看到两次查询都发出了sql操作,说明如果SqlSession会话关闭了,第二次查询依然回到数据库查询,一级缓存失效。

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1.5.2手动清理缓存,一级缓存失效

当执行sqlSession.clearCache()时(手动清理缓存),一级缓存失效。

clearCache()方法底层执行如下:

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测试方法如下:

//测试一级缓存失效
@Test
public void level1CacheTest3() {
    System.out.println("==========第1次查询=========");
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster=" + monster);

    //手动清理缓存,也会导致一级缓存失效
    sqlSession.clearCache();

    System.out.println("==========第2次查询=========");
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster2=" + monster2);
    if (this.sqlSession != null) {
        this.sqlSession.close();
    }
}

测试结果如下,查询操作相同,且在同一个SqlSession会话内,但底层仍然到数据库执行了两次相同操作,这说明当手动清理缓存后,一级缓存也会失效。

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1.5.3对查询的数据,进行增删改操作时,一级缓存失效

在两次相同的查询中间进行update操作,是否会对一级缓存产生影响?

//如果被查询的数据进行了增删改操作,会导致一级缓存数据失效
@Test
public void level1CacheTest4() {
    System.out.println("==========第1次查询=========");
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster=" + monster);

    //对要查询的数据id=10进行update操作
    monster.setName("金蝉子");
    monsterMapper.updateMonster(monster);

    System.out.println("==========第2次查询=========");
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(10);
    System.out.println("monster2=" + monster2);
    if (sqlSession != null) {
        sqlSession.commit();//注意提交事务
        sqlSession.close();
    }
}

如下,在两次相同查询操作之间进行update操作,一级缓存同样失效了,因为第二次查询操作仍然向数据库发出sql语句。

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2.二级缓存

2.1基本介绍

  1. 二级缓存和一级缓存都是为了提高检索效率而创建的技术
  2. 两者最大的区别就是作用域范围不一样
    • 一级缓存的作用域是sqlSession会话级别,在一次会话中有效
    • 二级缓存的作用域是全局范围,针对不同的SqlSession会话都有效。二级缓存又称"全局缓存",是基于namespace级别的缓存,一个namespace对应一个二级缓存
  3. 当一级缓存的会话被关闭时,一级缓存的数据就会被放入二级缓存,前提是二级缓存是开启的。

二级缓存原理图:

开启二级缓存后,会使用CachingExecutor装饰Executor,进入一级缓存的查询流程前,先在CachingExecutor进行二级缓存的查询,具体的工作流程如下所示。

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二级缓存开启后,同一个namespace下的所有操作语句,都影响着同一个Cache,即二级缓存被多个SqlSession共享,是一个全局的变量。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

2.2快速入门

(1)mybatis-config.xml配置中开启二级缓存

设置名 描述 有效值 默认值
cacheEnabled 全局性开启或关闭所有映射器配置文件中已配置的任何缓存 true、false true
<settings>
    <!--开启二级缓存,默认下值为true-->
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>

(2)使用二级缓存时entity类实现序列化接口(serializable),因为二级缓存可能使用到序列化技术

大部分情况下,二级缓存不去置序列化也可以使用,只是有些二级缓存产品可能用到序列化

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(3)在对应的xxMapper.xml中设置二级缓存的策略

<!--配置二级缓存
FIFO:先进先出,按对象进入缓存的顺序来移除它们
flushInterval:刷新间隔为60000ms,即60s
size:存储结果对象或列表的 512 个引用,默认为1024
readOnly:只读属性,如果只用于读操作,建议设置成true,如果有修改操作,则设置为false(默认)
-->
<cache eviction="FIFO" flushInterval="60000" size="512" readOnly="true"/>

(4)测试

//测试二级缓存
@Test
public void level2CacheTest() {
    System.out.println("==========第一次查询=========");
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(5);
    System.out.println("monster=" + monster);
    //关闭这个会话
    if (sqlSession != null) {
        sqlSession.close();
    }

    System.out.println("==========第二次查询=========");
    //获取新的sqlSession会话
    sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
    monsterMapper = sqlSession.getMapper(MonsterMapper.class);
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(5);
    System.out.println("monster=" + monster2);
    if (this.sqlSession != null) {
        this.sqlSession.close();
    }
}

测试结果:二级缓存的作用域是全局范围,因此不同的sqlSession会话都有效

二级缓存命中率 = 缓存生效的次数 / 总查询的次数

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2.3注意事项和使用细节

2.3.1二级缓存的策略的参数

要启用全局的二级缓存,只需要在你的 SQL 映射文件中添加一行:

<cache/>

可以通过 cache 元素的属性来修改你的策略。比如:

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

配置创建了一个 FIFO 缓存,每隔 60 秒刷新,最多可以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,因此对它们进行修改可能会在不同线程中的调用者产生冲突。

eviction:缓存的回收策略。

flushInterval(刷新间隔)属性为任意的正整数,设置的值应该是一个以毫秒为单位时间。 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)属性为任意正整数,欲缓存对象的大小和运行环境中可用的内存资源有关。默认值为 1024。

readOnly(只读)属性可以为 true 或 false。只读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,从而使性能提升。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,因此默认值是 false。

2.3.2四大策略

  • LRU – 最近最少使用:移除最长时间不被使用的对象。(默认策略)
  • 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。

2.3.3如何禁用二级缓存

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(1)在mybatis-config.xml文件的settings标签中设置二级缓存的开关。

注意这里的配置只是和二级缓存有关,和一级缓存无关

<settings>
    <!--全局性开启或关闭所有映射器配置文件中已经配置的任何缓存,可以理解为二级缓存的总开关,默认为true-->
    <setting name="cacheEnabled" value="false"/>
</settings>

(2)二级缓存的设置不仅要在配置文件中设置,还要在对应的映射文件中配置才有效。因此如果要禁用二级缓存,也可以在对应的映射文件中注销cache元素,这时候二级缓存对该映射文件无效。

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(3)或者使用控制力度更加精确的方法,直接在配置方法上指定

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,默认情况为true

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注意:一般不用去修改,使用默认的即可

2.3.4刷新二级缓存的设置

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:

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默认情况下 flushCache 的值为true,一般不用修改。

3.一级缓存和二级缓存的执行顺序

缓存的执行顺序为:二级缓存-->一级缓存-->数据库

测试:验证缓存的执行顺序,我们事先打开二级缓存和一级缓存。

//二级缓存->一级缓存->数据库
@Test
public void cacheSeqTest() {
    System.out.println("==========第1次查询=========");
    //Cache Hit Ratio: 0.0
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(8);
    System.out.println(monster);

    //当一级缓存的会话被关闭时,一级缓存的数据就会被放入二级缓存,前提是二级缓存是开启的
    sqlSession.close();

    sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
    monsterMapper = sqlSession.getMapper(MonsterMapper.class);
    System.out.println("==========第2次查询=========");
    //从二级缓存获取 id=8 的 monster信息 
    //Cache Hit Ratio: 0.5
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(8);
    System.out.println(monster2);

    System.out.println("==========第3次查询=========");
    //这时一二级缓存都有数据,但是由于先查询二级缓存,因此数据依然是从二级缓存中获取的
    //Cache Hit Ratio: 0.6666666666666666
    Monster monster3 = monsterMapper.getMonsterById(8);
    System.out.println(monster3);
    sqlSession.close();
}
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注意事项:

不会出现一级缓存和二级缓存中有同一个数据,因为二级缓存的数据是在一级缓存关闭之后才有的。(当一级缓存的会话被关闭时,如果二级缓存开启了,一级缓存的数据就会被放入二级缓存)

//分析执行顺序,二级缓存的数据是在一级缓存被关闭之后才有的,不会出现一二级缓存同时拥有相同数据的情况
@Test
public void cacheSeqTest2() {
    System.out.println("==========第1次查询=========");
    //二级缓存命中率 Cache Hit Ratio: 0.0,走数据库
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(8);
    System.out.println(monster);

    System.out.println("==========第2次查询=========");
    //Cache Hit Ratio: 0.0
    //拿的是一级缓存的数据,不会发出sql
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(8);
    System.out.println(monster2);

    System.out.println("==========第3次查询=========");
    //Cache Hit Ratio: 0.0
    //拿的是一级缓存的数据,不会发出sql
    Monster monster3 = monsterMapper.getMonsterById(8);
    System.out.println(monster3);
    if (sqlSession != null) {
        sqlSession.close();
    }
}

4.EhCache缓存

4.1基本介绍

Ehcache配置文件ehcache.xml

  1. EhCache是一个纯Java的缓存框架,具有快速、精干等特点
  2. Mybatis有自己默认的二级缓存(前面我们已经讲过了),但是在实际项目中,往往使用的是更加专业的第三方缓存产品,作为MyBatis的二级缓存,EhCache就是非常优秀的缓存产品

4.2配置和使用EhCache

(1)加入相关依赖,修改pom.xml文件

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<dependencies>
    <!--引入EhCache核心库-->
    <dependency>
        <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
        <artifactId>ehcache-core</artifactId>
        <version>2.6.11</version>
    </dependency>
    <!--引入需要使用的slf4j-->
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>slf4j-api</artifactId>
        <version>1.7.25</version>
    </dependency>
    <!--引入mybatis整合ehcache库-->
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
        <artifactId>mybatis-ehcache</artifactId>
        <version>1.2.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

(2)确保mybatis-config.xml文件打开了二级缓存

<settings>
    <!--不配置也可以,因为二级缓存默认是打开的-->
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>

(3)在resource目录下加入ehcache.xml 配置文件

Java Ehcache缓存的timeToIdleSeconds和timeToLiveSeconds区别 - TaoBye

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache>
    <!--diskStore:为缓存路径,ehcache分为内存和磁盘两级,此属性定义磁盘的缓存位置。参数解释如下:
       user.home – 用户主目录
       user.dir  – 用户当前工作目录
       java.io.tmpdir – 默认临时文件路径 -->
    <diskStore path="java.io.tmpdir/Tmp_EhCache"/>

    <!--defaultCache:默认缓存策略,当ehcache找不到定义的缓存时,使用这个缓存策略。只能定义一个-->
    <!--name:缓存名称。
      maxElementsInMemory:缓存最大数目
      maxElementsOnDisk:硬盘最大缓存个数。
      eternal:对象是否永久有效,一但设置了,timeout将不起作用。
      overflowToDisk:是否保存到磁盘,当系统宕机时
      timeToIdleSeconds:设置对象在失效前的允许闲置时间(单位:秒)。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用,可选属性,默认值是0,也就是可闲置时间无穷大。
      timeToLiveSeconds:设置对象在失效前允许存活时间(单位:秒)。最大时间介于创建时间和失效时间之间。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用,默认是0,也就是对象存活时间无穷大。
      diskPersistent:是否缓存虚拟机重启期数据 Whether the disk store persists between restarts of the Virtual Machine. The default value is false.
      diskSpoolBufferSizeMB:这个参数设置DiskStore(磁盘缓存)的缓存区大小。默认是30MB。每个Cache都应该有自己的一个缓冲区。
      diskExpiryThreadIntervalSeconds:磁盘失效线程运行时间间隔,默认是120秒。
      memoryStoreEvictionPolicy:当达到maxElementsInMemory限制时,Ehcache将会根据指定的策略去清理内存。默认策略是LRU(最近最少使用)。你可以设置为FIFO(先进先出)或是LFU(较少使用)。
      clearOnFlush:内存数量最大时是否清除。
      memoryStoreEvictionPolicy:可选策略有:LRU(最近最少使用,默认策略)、FIFO(先进先出)、LFU(最少访问次数)。
      FIFO,first in first out,这个是大家最熟的,先进先出。
      LFU, Less Frequently Used,就是上面例子中使用的策略,直白一点就是讲一直以来最少被使用的。如上面所讲,缓存的元素有一个hit属性,hit值最小的将会被清出缓存。
      LRU,Least Recently Used,最近最少使用的,缓存的元素有一个时间戳,当缓存容量满了,而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候,那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存。-->
    <defaultCache
            eternal="false"
            maxElementsInMemory="10000"
            overflowToDisk="false"
            diskPersistent="false"
            timeToIdleSeconds="1800"
            timeToLiveSeconds="259200"
            memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
</ehcache>

(4)在XxxMapper.xml中启用了EhCace,当然原来Mybatis自带的缓存配置需要注销

<!--启用ehcache-->
<cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"/>

(5)测试

//测试二级缓存
@Test
public void ehCacheTest() {
    System.out.println("==========第1次查询=========");
    Monster monster = monsterMapper.getMonsterById(5);
    System.out.println("monster=" + monster);

    //关闭当前会话,一级缓存数据失效,将数据放入二级缓存(此时为 ehcache)
    if (sqlSession != null) {
        sqlSession.close();
    }

    //获取新的sqlSession会话
    sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
    monsterMapper = sqlSession.getMapper(MonsterMapper.class);

    System.out.println("==========第2次查询=========");
    //从二级缓存ehcache中获取数据,不会发出sql
    Monster monster2 = monsterMapper.getMonsterById(5);
    System.out.println("monster=" + monster2);

    System.out.println("==========第3次查询=========");
    //还是从二级缓存获取数据,不会发出sql
    Monster monster3 = monsterMapper.getMonsterById(5);
    System.out.println("monster=" + monster3);
    if (this.sqlSession != null) {
        this.sqlSession.close();
    }
}
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4.3EhCache缓存细节说明

如何理解EhCache和Mybatis缓存的关系?

  1. MyBatis提供了一个Cache接口,只要实现了该Cache接口,就可以作为二级缓存产品和MyBatis整合使用,EhCache就是实现了该接口。

  2. MyBatis默认情况(即一级缓存)是使用的PerpetualCache类实现Cache接口的,是核心类

    day09-MyBatis缓存day09-MyBatis缓存

  3. 当我们使用了EhCache后,就是EhcacheCache类实现Cache接口,它是核心类

  4. 缓存的本质就是 Map<Object,Object>

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