MyBatis 03 缓存

简介

什么是缓存

存在内存中的临时数据。

将用户经常查询的数据放在缓存（内存）中，用户去查询数据就不用从磁盘上（关系型数据库数据文件）查询，转从缓存中查询，从而提高查询效率，解决了高并发系统的性能问题。

为什么使用缓存

减少和数据库的交互次数，减少系统开销，提高系统效率。

什么样的数据适合使用缓存

经常查询并且不经常改变的数据。

Mybatis缓存

MyBatis 包含一个非常强大的查询缓存特性，它可以非常方便地定制和配置缓存。

MyBatis 系统中默认定义了两级缓存：一级缓存和二级缓存

默认情况下，只有一级缓存开启。（ SqlSession 级别的缓存，也称为本地缓存）

二级缓存需要手动开启和配置，他是基于 namespace 级别的缓存。

为了提高扩展性，MyBatis 定义了缓存接口 Cache。我们可以通过实现 Cache 接口来自定义二级缓存。

一级缓存

一级缓存也叫本地缓存。

与数据库同一次会话期间查询到的数据会放在本地缓存中。

以后如果需要获取相同的数据，直接从缓存中拿，没必须再去查询数据库；

测试

先在mybatis中加入日志，方便测试结果。

@Test
public void oneCache() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSession();
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user1);
    User user2 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user1 == user2);
    sqlSession.close();
}

打印结果

Opening JDBC Connection
Created connection 1806431167.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@6babf3bf]
==>  Preparing: select id, name, pwd from user where id = ?
==> Parameters: 1(Integer)
<==    Columns: id, name, pwd
<==        Row: 1, 狂神, 123456
<==      Total: 1
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
true

只进行了一次数据库查询，第二次查询没走数据库，直接取的缓存数据，所以两个对象相等。

缓存失效的四种情况

一级缓存是 SqlSession 级别的缓存，是一直开启的，我们关闭不了它。

要想让一级缓存失效，只能是不使用当前的一级缓存，效果就是，还需要再向数据库中发起一次查询请求。

sqlSession 不同

编写代码

@Test
public void oneCache() {
    SqlSession sqlSession1 = MybatisUtils.getSession();
    SqlSession sqlSession2 = MybatisUtils.getSession();
    UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
    UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = userMapper1.selectOne(1);
    System.out.println(user1);
    User user2 = userMapper2.selectOne(1);
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user1 == user2);
    sqlSession1.close();
    sqlSession2.close();
}

打印结果

Opening JDBC Connection
Created connection 1806431167.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@6babf3bf]
==>  Preparing: select id, name, pwd from user where id = ?
==> Parameters: 1(Integer)
<==    Columns: id, name, pwd
<==        Row: 1, 狂神, 123456
<==      Total: 1
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
Opening JDBC Connection
Created connection 1128948651.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@434a63ab]
==>  Preparing: select id, name, pwd from user where id = ?
==> Parameters: 1(Integer)
<==    Columns: id, name, pwd
<==        Row: 1, 狂神, 123456
<==      Total: 1
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
false

进行了两次查询，所以这里没有使用到缓存。

每个sqlSession中的缓存相互独立。

sqlSession 相同，查询条件不同

@Test
public void oneCache() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSession();
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user1);
    User user2 = userMapper.selectOne(2);
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user1 == user2);
    sqlSession.close();
}

打印结果

Opening JDBC Connection
Created connection 1806431167.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@6babf3bf]
==>  Preparing: select id, name, pwd from user where id = ?
==> Parameters: 1(Integer)
<==    Columns: id, name, pwd
<==        Row: 1, 狂神, 123456
<==      Total: 1
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
==>  Preparing: select id, name, pwd from user where id = ?
==> Parameters: 2(Integer)
<==    Columns: id, name, pwd
<==        Row: 2, 张三, abcdef
<==      Total: 1
User(id=2, name=张三, pwd=abcdef)
false

发现进行了两次查询。

很容易理解，因为当前缓存中，不存在这个数据。

sqlSession 相同，两次查询之间执行了增删改操作

编写代码

@Test
public void oneCache() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSession();
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user1);

    userMapper.delete(14);

    User user2 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user1 == user2);
    sqlSession.close();
}

打印结果：在中间执行了删除操作后，第二次查询也执行了。

结论：因为增删改操作可能会对当前数据产生影响，为严谨考虑，会再执行一次查询操作。

sqlSession 相同，手动清除一级缓存

编写代码

@Test
public void oneCache() {
    SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSession();
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user1);

    sqlSession.clearCache();

    User user2 = userMapper.selectOne(1);
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user1 == user2);
    sqlSession.close();
}

打印结果：执行了两次查询，缓存失效。

结论：一级缓存就是一个 map，清除了之后就没有了，自然会再进行一次查询。

二级缓存

二级缓存也叫全局缓存，一级缓存作用域太低了，所以诞生了二级缓存。

基于 namespace 级别的缓存，一个名称空间，对应一个二级缓存。

工作机制

一个会话查询一条数据，这个数据就会被放在当前会话的一级缓存中。

如果当前会话关闭了，这个会话对应的一级缓存就没了。

实现效果

我们想要的是，会话关闭了，一级缓存中的数据被保存到二级缓存中。

新的会话查询信息，就可以从二级缓存中获取内容。

不同的 mapper 查出的数据会放在自己对应的缓存（ map ）中。

使用步骤

开启全局缓存，增加 mybatis-config.xml 中如下代码。

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

去每个 mapper.xml 中配置使用二级缓存，这个配置非常简单。

<cache/>

自定义配置

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

这个更高级的配置创建了一个 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。

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（清除策略）

可用的清除策略有：

• 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。

默认的清除策略是 LRU。

flushInterval（刷新间隔）

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）

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）

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。这就提供了可观的性能提升。

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。

二级缓存是事务性的。这意味着，当 SqlSession 完成并提交时，或是完成并回滚，但没有执行 flushCache=true 的 insert/delete/update 语句时，缓存会获得更新。

代码测试

所有的实体类先实现序列化接口。

编写代码

@Test
public void TwoCache(){
    SqlSession sqlSession1 = MybatisUtils.getSession();
    SqlSession sqlSession2 = MybatisUtils.getSession();

    UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
    UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);

    User user1 = userMapper1.selectOne(1);
    System.out.println(user1);
    sqlSession1.close();

    User user2 = userMapper2.selectOne(1);
    System.out.println(user2);
    System.out.println(user1 == user2);
    sqlSession2.close();
}

打印结果

Opening JDBC Connection
Created connection 1048855692.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3e84448c]
==>  Preparing: select id, name, pwd from user where id = ?
==> Parameters: 1(Integer)
<==    Columns: id, name, pwd
<==        Row: 1, 狂神, 123456
<==      Total: 1
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
Resetting autocommit to true on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3e84448c]
Closing JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3e84448c]
Returned connection 1048855692 to pool.
As you are using functionality that deserializes object streams, it is recommended to define the JEP-290 serial filter. Please refer to https://docs.oracle.com/pls/topic/lookup?ctx=javase15&id=GUID-8296D8E8-2B93-4B9A-856E-0A65AF9B8C66
Cache Hit Ratio [cn.sail.mapper.UserMapper]: 0.5
User(id=1, name=狂神, pwd=123456)
false

虽然前一个连接被关闭了，但由于开启了二级缓存，在查询同一个 Mapper 的情况下，第二次建立的连接也使用了前一次连接缓存中的数据，但此时对象不一样了。

结论

只要开启了二级缓存，我们在同一个 Mapper 中的查询，可以在二级缓存中拿到数据。

查出的数据都会被默认先放在一级缓存中。

只有会话提交或者关闭以后，一级缓存中的数据才会转到二级缓存中。

缓存原理

EhCache

第三方缓存实现：EhCache。

Ehcache 是一种广泛使用的 java 分布式缓存，用于通用缓存。

要引入依赖的jar包。

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mybatis.caches/mybatis-ehcache -->
<dependency>
   <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
   <artifactId>mybatis-ehcache</artifactId>
   <version>1.1.0</version>
</dependency>

在mapper.xml中使用对应的缓存即可

<mapper namespace="org.acme.FooMapper">
   <cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"/>
</mapper>

编写ehcache.xml文件，如果在加载时未找到/ehcache.xml资源或出现问题，则将使用默认配置。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
        updateCheck="false">

   <diskStore path="./tmpdir/Tmp_EhCache"/>

   <defaultCache
           eternal="false"
           maxElementsInMemory="10000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"
           timeToIdleSeconds="1800"
           timeToLiveSeconds="259200"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>

   <cache
           name="cloud_user"
           eternal="false"
           maxElementsInMemory="5000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"
           timeToIdleSeconds="1800"
           timeToLiveSeconds="1800"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>

</ehcache>

diskStore

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。

defaultCache

默认缓存策略，当ehcache找不到定义的缓存时，则使用这个缓存策略。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

当系统宕机时，是否保存到磁盘。

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，默认值为 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），可以设置为FIFO（先进先出）或是LFU（较少使用）。

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。

clearOnFlush

内存数量最大时是否清除。