MyBatis之緩存機制詳解
- 一、MyBatis緩存的基本概念
- 1.1 緩存的核心價值
- 1.2 MyBatis的兩級緩存體系
- 二、一級緩存（SqlSession級別緩存）
- 2.1 工作原理
- 2.2 實戰案例：一級緩存演示
- 2.2.1 基礎用法（默認開啟）
- 2.2.2 一級緩存失效場景
- 2.3 一級緩存的特點與適用場景
- 三、二級緩存（Mapper級別緩存）
- 3.1 工作原理
- 3.2 二級緩存的開啟與配置
- 3.2.1 全局配置（可選）
- 3.2.2 Mapper接口開啟緩存
- 3.2.3 實體類序列化（必須）
- 3.3 實戰案例：二級緩存演示
- 3.4 二級緩存的特點與適用場景
- 四、二級緩存的高級配置
- 4.1 禁用特定查詢的二級緩存
- 4.2 強制刷新二級緩存
- 4.3 整合第三方緩存（如Redis）
- 4.3.1 引入依賴（Redis+MyBatis-Redis）
- 4.3.2 配置Redis緩存
- 五、緩存使用的常見問題與避坑指南
- 5.1 一級緩存導致的臟讀問題
- 5.2 二級緩存的序列化問題
- 5.3 緩存與事務的一致性問題
- 5.4 過度使用緩存導致內存溢出
緩存是提升數據庫查詢性能的關鍵技術，MyBatis內置了兩級緩存機制，能有效減少重復查詢的數據庫交互，降低數據庫壓力。
一、MyBatis緩存的基本概念
1.1 緩存的核心價值
數據庫查詢是應用性能的常見瓶頸（磁盤IO比內存IO慢10^6倍以上），緩存通過將頻繁查詢的結果存儲在內存中，避免重復訪問數據庫，從而：
- 減少數據庫連接和SQL執行次數；
- 降低數據庫服務器壓力；
- 提升應用響應速度（從內存讀取比數據庫查詢快100倍以上）。
1.2 MyBatis的兩級緩存體系
MyBatis提供兩級緩存，工作流程如下：
- 一級緩存（SqlSession級別）：默認開啟，緩存當前會話（SqlSession）的查詢結果；
- 二級緩存（Mapper級別）：需手動開啟，緩存Mapper接口的查詢結果，可被多個SqlSession共享。
查詢數據時，MyBatis的緩存查詢順序：
二級緩存 → 一級緩存 → 數據庫
即先查二級緩存，若未命中則查一級緩存，仍未命中才查詢數據庫。
二、一級緩存（SqlSession級別緩存）
一級緩存是MyBatis的默認緩存，綁定到SqlSession（會話），生命周期與SqlSession一致。
2.1 工作原理
- 緩存范圍：每個
SqlSession擁有獨立的一級緩存，不同SqlSession的緩存互不影響； - 緩存時機：
SqlSession執行select查詢后，會將結果存入一級緩存； - 命中條件：相同的
Mapper方法+相同的參數+相同的SQL； - 失效場景：
SqlSession執行insert/update/delete（會清空當前SqlSession的一級緩存）、SqlSession關閉或提交。
2.2 實戰案例：一級緩存演示
2.2.1 基礎用法（默認開啟）
// 獲取SqlSession
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);// 第一次查詢（未命中緩存，查詢數據庫）
User user1 = userMapper.selectById(1); // 第二次查詢（相同SqlSession+相同參數，命中一級緩存，不查數據庫）
User user2 = userMapper.selectById(1); System.out.println(user1 == user2); // true（同一對象，從緩存獲取）sqlSession.close(); // 關閉會話，一級緩存失效
2.2.2 一級緩存失效場景
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);User user1 = userMapper.selectById(1); // 執行更新操作（insert/update/delete），清空一級緩存
userMapper.updateAge(1, 25);
sqlSession.commit(); // 提交事務（觸發緩存清空）// 再次查詢（緩存已清空，重新查詢數據庫）
User user2 = userMapper.selectById(1);
System.out.println(user1 == user2); // false（不同對象，從數據庫獲取）
2.3 一級緩存的特點與適用場景
| 特點 | 說明 |
|---|---|
| 默認開啟 | 無需配置，開箱即用 |
| 會話隔離 | 不同SqlSession的緩存獨立，避免數據沖突 |
| 自動管理 | 增刪改自動清空緩存，保證數據一致性 |
適用場景：
- 單會話內的頻繁查詢（如同一請求中多次查詢相同用戶信息）；
- 讀多寫少的場景（避免頻繁查詢數據庫）。
三、二級緩存（Mapper級別緩存）
二級緩存是跨SqlSession的全局緩存，綁定到Mapper接口（同一Mapper的所有方法共享），需手動開啟。
3.1 工作原理
- 緩存范圍：同一Mapper接口的所有
SqlSession共享二級緩存； - 緩存時機：
SqlSession關閉（close()）或提交（commit()）后，一級緩存的結果會寫入二級緩存； - 命中條件：相同的
Mapper接口+相同的方法+相同的參數； - 失效場景：Mapper接口執行
insert/update/delete（會清空當前Mapper的二級緩存）。
3.2 二級緩存的開啟與配置
3.2.1 全局配置（可選）
在mybatis-config.xml中開啟二級緩存（默認已開啟，可省略）：
<settings><setting name="cacheEnabled" value="true"/> <!-- 全局二級緩存開關 -->
</settings>
3.2.2 Mapper接口開啟緩存
在需要使用二級緩存的Mapper XML中添加<cache>標簽：
<!-- UserMapper.xml -->
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper"><!-- 開啟二級緩存 --><cache eviction="LRU" <!-- 淘汰策略：LRU（最近最少使用） -->flushInterval="60000" <!-- 自動刷新間隔（毫秒，60秒） -->size="1024" <!-- 最大緩存條目 -->readOnly="false"/> <!-- 是否只讀（false：緩存對象副本） --><!-- 查詢語句（默認使用二級緩存） --><select id="selectById" resultType="User">SELECT id, username, age FROM user WHERE id = #{id}</select>
</mapper>
<cache>標簽屬性說明：
eviction：緩存淘汰策略（LRU：移除最近最少使用；FIFO：先進先出）；flushInterval：緩存自動刷新時間（毫秒，0表示不自動刷新）；size：最大緩存數量（過多會占用內存）；readOnly：true（返回緩存對象本身，性能好但線程不安全）；false（返回副本，安全但性能略低）。
3.2.3 實體類序列化（必須）
二級緩存可能將對象寫入磁盤（如使用第三方緩存），因此實體類需實現Serializable接口：
// 實現Serializable接口
public class User implements Serializable {private Integer id;private String username;private Integer age;// getter/setter
}
3.3 實戰案例：二級緩存演示
// 第一個SqlSession
SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
User user1 = userMapper1.selectById(1);
sqlSession1.close(); // 關閉會話，將一級緩存寫入二級緩存// 第二個SqlSession
SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
// 命中二級緩存（無需查詢數據庫）
User user2 = userMapper2.selectById(1);
sqlSession2.close();System.out.println(user1 == user2); // false（二級緩存返回副本，readOnly=false時）
System.out.println(user1.getId().equals(user2.getId())); // true（數據一致）
3.4 二級緩存的特點與適用場景
| 特點 | 說明 |
|---|---|
| 手動開啟 | 需要在Mapper中配置<cache>標簽 |
| 跨會話共享 | 同一Mapper的所有SqlSession可共享緩存 |
| 支持序列化 | 可配置第三方緩存（如Redis）持久化緩存 |
適用場景：
- 多會話共享的高頻查詢（如商品分類、字典表等不常變化的數據）；
- 讀多寫少的場景（避免頻繁更新導致緩存失效）。
四、二級緩存的高級配置
4.1 禁用特定查詢的二級緩存
若某查詢不需要使用二級緩存（如實時性要求高的數據），可通過useCache="false"禁用：
<select id="selectLatestOrder" resultType="Order" useCache="false">SELECT * FROM `order` ORDER BY create_time DESC LIMIT 1
</select>
4.2 強制刷新二級緩存
若需在查詢時強制刷新緩存（忽略現有緩存，重新查詢數據庫并更新緩存），可使用flushCache="true"：
<select id="selectUserWithForceRefresh" resultType="User" flushCache="true">SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
</select>
4.3 整合第三方緩存（如Redis）
MyBatis的默認二級緩存是內存緩存（重啟后失效），生產環境通常整合Redis等分布式緩存，實現緩存持久化和分布式共享。
4.3.1 引入依賴（Redis+MyBatis-Redis）
<dependency><groupId>org.mybatis.caches</groupId><artifactId>mybatis-redis</artifactId><version>1.0.0-beta2</version>
</dependency>
<dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>3.7.0</version>
</dependency>
4.3.2 配置Redis緩存
<!-- UserMapper.xml：指定緩存實現為Redis -->
<cache type="org.mybatis.caches.redis.RedisCache"><property name="host" value="localhost"/> <!-- Redis主機 --><property name="port" value="6379"/> <!-- Redis端口 --><property name="timeout" value="30000"/> <!-- 超時時間 --><property name="expiration" value="3600000"/> <!-- 緩存過期時間（毫秒） -->
</cache>
優勢：
- 緩存持久化（應用重啟后緩存不丟失）；
- 分布式共享（多實例應用共享緩存）；
- 支持緩存過期策略（自動清理過期數據）。
五、緩存使用的常見問題與避坑指南
5.1 一級緩存導致的臟讀問題
問題：多SqlSession場景下，一級緩存可能讀取到舊數據。
// SqlSession1查詢數據并緩存
SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
User user1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class).selectById(1);// SqlSession2更新數據并提交
SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
sqlSession2.getMapper(UserMapper.class).updateAge(1, 26);
sqlSession2.commit();
sqlSession2.close();// SqlSession1再次查詢（一級緩存未更新，讀取到舊數據）
User user2 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class).selectById(1);
System.out.println(user2.getAge()); // 25（舊值，而非更新后的26）
解決方案：
- 避免長生命周期的SqlSession（如Web應用中，一個請求對應一個SqlSession）；
- 對實時性要求高的查詢，禁用一級緩存（通過
flushCache="true"）； - 使用二級緩存（跨SqlSession共享，更新后會同步）。
5.2 二級緩存的序列化問題
錯誤：實體類未實現Serializable接口，二級緩存報錯NotSerializableException。
解決方案：
- 確保所有存入二級緩存的實體類實現
Serializable接口； - 若使用第三方緩存（如Redis），需保證對象可被序列化（如避免循環引用）。
5.3 緩存與事務的一致性問題
問題：事務未提交時，其他SqlSession可能讀取到未提交的緩存數據（臟讀）。
原因：
- 一級緩存在事務內生效，未提交的更新不會刷新其他SqlSession的緩存；
- 二級緩存僅在事務提交后才更新，避免此問題。
解決方案：
- 優先使用二級緩存（事務提交后才寫入，保證數據一致性）；
- 關鍵業務（如支付）避免依賴緩存，直接查詢數據庫。
5.4 過度使用緩存導致內存溢出
問題：緩存大量數據（如全表查詢結果），導致JVM內存溢出（OOM）。
解決方案：
- 限制緩存大小（
size屬性，如size="1024"）； - 設置緩存過期時間（
flushInterval）； - 避免緩存大集合（如分頁查詢，只緩存當前頁數據）；
- 使用分布式緩存（如Redis），利用外部內存存儲緩存。
總結：緩存機制的最佳實踐
MyBatis的兩級緩存各有適用場景，合理使用能顯著提升性能，核心實踐原則：
- 一級緩存：
- 無需額外配置，充分利用其默認特性；
- 注意SqlSession的生命周期（一個請求一個SqlSession），避免臟讀；
- 增刪改操作后，一級緩存會自動清空，無需手動處理。
- 二級緩存：
- 僅對“讀多寫少、實時性要求低”的數據開啟（如字典表、商品分類）；
- 必須實現實體類序列化，避免緩存失敗；
- 生產環境推薦整合Redis等分布式緩存，支持持久化和分布式共享；
- 對實時性要求高的查詢（如訂單狀態），禁用二級緩存。
- 通用原則：
- 緩存粒度越小越好（優先緩存單條數據，而非全表）；
- 避免緩存大對象和頻繁變化的數據；
- 結合監控工具（如MyBatis Log）分析緩存命中率，優化緩存策略。
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