Java - Mybatis的緩存機制、集成SpringBoot后緩存相關問題

mybaits提供一級緩存，和二級緩存

一級緩存（默認開啟）

一級緩存是SqlSession級別的緩存。在操作數據庫時需要構造 sqlSession對象，在對象中有一個(內存區域)數據結構（HashMap）用于存儲緩存數據。不同的sqlSession之間的緩存數據區域（HashMap）是互相不影響的。

一級緩存的作用域是同一個SqlSession，在同一個sqlSession中兩次執行相同的sql語句，第一次執行完畢會將數據庫中查詢的數據寫到緩存（內存），第二次會從緩存中獲取數據將不再從數據庫查詢，從而提高查詢效率。當一個sqlSession結束后該sqlSession中的一級緩存也就不存在了。Mybatis默認開啟一級緩存。

一級緩存只是相對于同一個SqlSession而言。所以在參數和SQL完全一樣的情況下，我們使用同一個SqlSession對象調用一個Mapper方法，往往只執行一次SQL，因為使用SelSession第一次查詢后，MyBatis會將其放在緩存中，以后再查詢的時候，如果沒有聲明需要刷新，并且緩存沒有超時的情況下，SqlSession都會取出當前緩存的數據，而不會再次發送SQL到數據庫。

一級緩存的生命周期有多長？
　　a、MyBatis在開啟一個數據庫會話時，會創建一個新的SqlSession對象，SqlSession對象中會有一個新的Executor對象。Executor對象中持有一個新的PerpetualCache對象；當會話結束時，SqlSession對象及其內部的Executor對象還有PerpetualCache對象也一并釋放掉。

　　b、如果SqlSession調用了close()方法，會釋放掉一級緩存PerpetualCache對象，一級緩存將不可用。

　　c、如果SqlSession調用了clearCache()，會清空PerpetualCache對象中的數據，但是該對象仍可使用。

　　d、SqlSession中執行了任何一個update操作(update()、delete()、insert()) ，都會清空PerpetualCache對象的數據，但是該對象可以繼續使用

怎么判斷某兩次查詢是完全相同的查詢？
　　mybatis認為，對于兩次查詢，如果以下條件都完全一樣，那么就認為它們是完全相同的兩次查詢。

　　2.1 傳入的statementId

　　2.2 查詢時要求的結果集中的結果范圍

　　2.3. 這次查詢所產生的最終要傳遞給JDBC java.sql.Preparedstatement的Sql語句字符串（boundSql.getSql() ）

　　2.4 傳遞給java.sql.Statement要設置的參數值

 
@Testpublic void testCache1() throws Exception{SqlSessionsqlSession = sqlSessionFactory.openSession();//創建代理對象UserMapperuserMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);//下邊查詢使用一個SqlSession//第一次發起請求，查詢id為1的用戶Useruser1 = userMapper.findUserById(1);System.out.println(user1);//    如果sqlSession去執行commit操作（執行插入、更新、刪除），清空SqlSession中的一級緩存，這樣做的目的為了讓緩存中存儲的是最新的信息，避免臟讀。//更新user1的信息user1.setUsername("測試用戶22");userMapper.updateUser(user1);//執行commit操作去清空緩存sqlSession.commit();//第二次發起請求，查詢id為1的用戶Useruser2 = userMapper.findUserById(1);System.out.println(user2);sqlSession.close();}

mybatis和spring進行整合開發，事務控制在service中。

一個service方法中包括很多mapper方法調用。

如果是執行兩次service調用查詢相同的用戶信息，不走一級緩存，因為Service方法結束，sqlSession就關閉，一級緩存就清空。

service{//開始執行時，開啟事務，創建SqlSession對象//第一次調用mapper的方法findUserById(1)//第二次調用mapper的方法findUserById(1)，從一級緩存中取數據//aop控制 只要方法結束，sqlSession關閉 sqlsession關閉后就銷毀數據結構，清空緩存Service結束sqlsession關閉}

二級緩存

MyBatis的二級緩存是Application級別的緩存

二級緩存是mapper級別的緩存，多個SqlSession去操作同一個Mapper的sql語句，多個SqlSession去操作數據庫得到數據會存在二級緩存區域，多個SqlSession可以共用二級緩存，二級緩存是跨SqlSession的。

? ? 二級緩存是多個SqlSession共享的，其作用域是mapper的同一個namespace，不同的sqlSession兩次執行相同namespace下的sql語句且向sql中傳遞參數也相同即最終執行相同的sql語句，第一次執行完畢會將數據庫中查詢的數據寫到緩存（內存），第二次會從緩存中獲取數據將不再從數據庫查詢，從而提高查詢效率。Mybatis默認沒有開啟二級緩存需要在setting全局參數中配置開啟二級緩存。

二級緩存與一級緩存區別，二級緩存的范圍更大，多個sqlSession可以共享一個UserMapper的二級緩存區域。數據類型仍然為HashMap

UserMapper有一個二級緩存區域（按namespace分，如果namespace相同則使用同一個相同的二級緩存區），其它mapper也有自己的二級緩存區域（按namespace分）。

每一個namespace的mapper都有一個二緩存區域，兩個mapper的namespace如果相同，這兩個mapper執行sql查詢到數據將存在相同的二級緩存區域中。

sqlSessionFactory層面上的二級緩存默認是不開啟的，二級緩存的開啟需要進行配置，實現二級緩存的時候，MyBatis要求返回的POJO必須是可序列化的。也就是要求實現Serializable接口，配置方法很簡單，只需要在映射XML文件配置就可以開啟緩存了<cache/>，如果我們配置了二級緩存就意味著：

映射語句文件中的所有select語句將會被緩存。
映射語句文件中的所欲insert、update和delete語句會刷新緩存。
緩存會使用默認的Least Recently Used（LRU，最近最少使用的）算法來收回。
根據時間表，比如No Flush Interval,（CNFI沒有刷新間隔），緩存不會以任何時間順序來刷新。
緩存會存儲列表集合或對象(無論查詢方法返回什么)的1024個引用
緩存會被視為是read/write(可讀/可寫)的緩存，意味著對象檢索不是共享的，而且可以安全的被調用者修改，不干擾其他調用者或線程所做的潛在修改。

開啟二級緩存

mybaits的二級緩存是mapper范圍級別，除了在SqlMapConfig.xml設置二級緩存的總開關，還要在具體的mapper.xml中開啟二級緩存。

在核心配置文件SqlMapConfig.xml中加入

<setting name="cacheEnabled"value="true"/><!-- 全局配置參數，需要時再設置 --><settings><!-- 開啟二級緩存  默認值為true --><setting name="cacheEnabled" value="true"/></settings>

在UserMapper.xml中開啟二緩存，UserMapper.xml下的sql執行完成會存儲到它的緩存區域（HashMap）

<mapper namespace="cn.hpu.mybatis.mapper.UserMapper"><!-- 開啟本mapper namespace下的二級緩存 --><cache></cache>

調用pojo類實現序列化接口

public class Userimplements Serializable {//Serializable實現序列化，為了將來反序列化

二級緩存需要查詢結果映射的pojo對象實現java.io.Serializable接口實現序列化和反序列化操作，注意如果存在父類、成員pojo都需要實現序列化接口。

pojo類實現序列化接口是為了將緩存數據取出執行反序列化操作，因為二級緩存數據存儲介質多種多樣，不一定在內存有可能是硬盤或者遠程服務器。
?

// 二級緩存測試@Testpublic void testCache2() throws Exception {SqlSessionsqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();SqlSessionsqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();SqlSessionsqlSession3 = sqlSessionFactory.openSession();// 創建代理對象UserMapperuserMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);// 第一次發起請求，查詢id為1的用戶Useruser1 = userMapper1.findUserById(1);System.out.println(user1);//這里執行關閉操作，將sqlsession中的數據寫到二級緩存區域sqlSession1.close();//使用sqlSession3執行commit()操作UserMapperuserMapper3 = sqlSession3.getMapper(UserMapper.class);Useruser  = userMapper3.findUserById(1);user.setUsername("張明明");userMapper3.updateUser(user);//執行提交，清空UserMapper下邊的二級緩存sqlSession3.commit();sqlSession3.close();UserMapperuserMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);// 第二次發起請求，查詢id為1的用戶Useruser2 = userMapper2.findUserById(1);System.out.println(user2);sqlSession2.close();}

?useCache配置禁用二級緩存
在statement中設置useCache=false可以禁用當前select語句的二級緩存，即每次查詢都會發出sql去查詢，默認情況是true，即該sql使用二級緩存。

<selectid="findOrderListResultMap" resultMap="ordersUserMap" useCache="false">
總結：針對每次查詢都需要最新的數據sql，要設置成useCache=false，禁用二級緩存。

mybatis刷新緩存（就是清空緩存）

在mapper的同一個namespace中，如果有其它insert、update、delete操作數據后需要刷新緩存，如果不執行刷新緩存會出現臟讀。

?設置statement配置中的flushCache="true" 屬性，默認情況下為true即刷新緩存，如果改成false則不會刷新。使用緩存時如果手動修改數據庫表中的查詢數據會出現臟讀。

如下：

<insertid="insertUser" parameterType="cn.itcast.mybatis.po.User" flushCache="true">
?

總結：一般下執行完commit操作都需要刷新緩存，flushCache=true表示刷新緩存默認情況下為true,我們不用去設置它，這樣可以避免數據庫臟讀。

Mybatis Cache參數

flushInterval（刷新間隔）可以被設置為任意的正整數，而且它們代表一個合理的毫秒形式的時間段。默認情況是不設置，也就是沒有刷新間隔，緩存僅僅調用語句時刷新。

size（引用數目）可以被設置為任意正整數，要記住你緩存的對象數目和你運行環境的可用內存資源數目。默認值是1024。

readOnly（只讀）屬性可以被設置為true或false。只讀的緩存會給所有調用者返回緩存對象的相同實例。因此這些對象不能被修改。這提供了很重要的性能優勢。可讀寫的緩存會返回緩存對象的拷貝（通過序列化）。這會慢一些，但是安全，因此默認是false。

如下例子：

<cache ?eviction="FIFO" flushInterval="60000" ?size="512" readOnly="true"/>
這個更高級的配置創建了一個 FIFO 緩存,并每隔 60 秒刷新,存數結果對象或列表的 512 個引用,而且返回的對象被認為是只讀的,因此在不同線程中的調用者之間修改它們會導致沖突。可用的收回策略有, 默認的是 LRU:

1. ? ? ?LRU – 最近最少使用的:移除最長時間不被使用的對象。

2. ? ? ?FIFO – 先進先出:按對象進入緩存的順序來移除它們。

3. ? ? ?SOFT – 軟引用:移除基于垃圾回收器狀態和軟引用規則的對象。

4. ? ? ?WEAK – 弱引用:更積極地移除基于垃圾收集器狀態和弱引用規則的對象。

mybatis整合ehcache

ehcache是一個分布式緩存框架。

EhCache 是一個純Java的進程內緩存框架，是一種廣泛使用的開源Java分布式緩存，具有快速、精干等特點，是Hibernate中默認的CacheProvider。

不使用分布緩存，緩存的數據在各各服務單獨存儲，不方便系統開發。所以要使用分布式緩存對緩存數據進行集中管理。

mybatis無法實現分布式緩存，需要和其它分布式緩存框架進行整合。

整合方法(掌握無論整合誰，首先想到改type接口)

mybatis提供了一個cache接口，如果要實現自己的緩存邏輯，實現cache接口開發即可。

mybatis和ehcache整合，mybatis和ehcache整合包中提供了一個cache接口的實現類。

加入ehcache包

整合ehcache

配置mapper中cache中的type為ehcache對cache接口的實現類型。

<mapper namespace="cn.hpu.mybatis.mapper.UserMapper"><!-- 開啟本mapper namespace下的二級緩存type：指定cache接口實現類，mybatis默認使用PerpetualCache要和eache整合，需要配置type為ehcahe實現cache接口的類型--><cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"></cache>

可以根據需求調整緩存參數：

<cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"><property name="timeToIdleSeconds" value="3600"/><property name="timeToLiveSeconds" value="3600"/><!-- 同ehcache參數maxElementsInMemory--><property name="maxEntriesLocalHeap"value="1000"/><!-- 同ehcache參數maxElementsOnDisk --><property name="maxEntriesLocalDisk" value="10000000"/><property name="memoryStoreEvictionPolicy" value="LRU"/></cache>

加入ehcache的配置文件

在classpath下配置ehcache.xml

<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:noNamespaceSchemaLocation="../config/ehcache.xsd"><diskStore path="F:\develop\ehcache"/><defaultCachemaxElementsInMemory="1000"maxElementsOnDisk="10000000"eternal="false"overflowToDisk="false"timeToIdleSeconds="120"timeToLiveSeconds="120"diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"memoryStoreEvictionPolicy="LRU"></defaultCache></ehcache>

屬性說明：

? diskStore：指定數據在磁盤中的存儲位置。

? defaultCache：當借助CacheManager.add("demoCache")創建Cache時，EhCache便會采用<defalutCache/>指定的的管理策略

以下屬性是必須的：

?maxElementsInMemory - 在內存中緩存的element的最大數目

?maxElementsOnDisk - 在磁盤上緩存的element的最大數目，若是0表示無窮大

? eternal - 設定緩存的elements是否永遠不過期。如果為true，則緩存的數據始終有效，如果為false那么還要根據timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds判斷

? overflowToDisk- 設定當內存緩存溢出的時候是否將過期的element緩存到磁盤上

以下屬性是可選的：

?timeToIdleSeconds - 當緩存在EhCache中的數據前后兩次訪問的時間超過timeToIdleSeconds的屬性取值時，這些數據便會刪除，默認值是0,也就是可閑置時間無窮大

?timeToLiveSeconds - 緩存element的有效生命期，默認是0.,也就是element存活時間無窮大

? ? ? ?diskSpoolBufferSizeMB 這個參數設置DiskStore(磁盤緩存)的緩存區大小.默認是30MB.每個Cache都應該有自己的一個緩沖區.

?diskPersistent在VM重啟的時候是否啟用磁盤保存EhCache中的數據，默認是false。

?diskExpiryThreadIntervalSeconds - 磁盤緩存的清理線程運行間隔，默認是120秒。每個120s，相應的線程會進行一次EhCache中數據的清理工作

?memoryStoreEvictionPolicy - 當內存緩存達到最大，有新的element加入的時候，移除緩存中element的策略。默認是LRU（最近最少使用），可選的有LFU（最不常使用）和FIFO（先進先出）

集成SpringBoot緩存相關問題

1.一級緩存只有在開啟了數據庫事物【@EnableTransactionManagement】并且處于一個被事物標注的方法下【直接或間接】才會生效。

2.禁用一級緩存：mybatis沒有提供一級緩存的啟用、禁用開關，但在Mapper文件對應的語句中增加flushCache="true"可以達到實際禁用一級緩存的效果，一般同時還會加上useCache="false"，以便關閉二級緩存；下面討論使用springboot配置的方式控制一級緩存。

MyBatis 一級緩存（MyBaits 稱其為 Local Cache）無法關閉，但是有兩種級別可選：

A.session

在同一個 sqlSession 內，對同樣的查詢將不再查詢數據庫，直接從緩存中獲取。
mybatis:configuration:cache-enabled: false  #禁用二級緩存local-cache-scope: session  #一級緩存指定為session級別

B.statement

每次查詢結束都會清掉一級緩存，實際效果就是禁用了一級緩存；
mybatis:configuration:cache-enabled: false #禁用二級緩存local-cache-scope: statement #一級緩存指定為statement級別

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public List<Users> getUsers() {List<Users> usersList = usersMapper.selectByExample(new UsersExample());  #1usersList = usersMapper.selectByExample(new UsersExample());  #2return usersList;
}
A.一級緩存級別設置為session

在代碼中1處，通過日志觀察，打印出sql語句，未走緩存【此時緩存數據還不存在】；

在執行2處語句之前，通過數據庫工具修改數據庫記錄并提交，繼續執行程序后，通過日志觀察，未打印出sql語句，獲取的數據未體現出通過工具修改數據的變化，說明使用的是緩存中的數據；

B.一級緩存級別設置為statement

在代碼中1處，通過日志觀察，打印出sql語句，未走緩存【此時緩存數據還不存在】；

在執行2處語句之前，通過數據庫工具修改數據庫記錄并提交，繼續執行程序后，通過日志觀察，打印出sql語句，且獲取的數據也體現出通過工具修改數據的變化，說明未使用緩存中的數據；

結論：通過將一級緩存級別設置為statement，可以達到禁用一級緩存的效果。

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public List<Users> getUsers() {List<Users> usersList = usersMapper.selectByExample(new UsersExample());  #1usersList = usersServer.getUsersList();return usersList;
}
?#下面的代碼屬于usersServer
@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)  #3
public List<Users> getUsersList() {return usersMapper.selectByExample(new UsersExample());  #2
}
觀察到的結果與上面的一致。

結論：同上，同時證明了嵌套事物NESTED本質上與上層事物處于一個相同的事物中。
將代碼3處事物配置調整成REQUIRES_NEW，重做之前的實驗；

觀察到的結果：在一級緩存級別為session與statement時，現象一致，帶執行代碼2處，均打印SQL語句，并且體現出了手動修改數據庫記錄的效果；

結論：REQUIRES_NEW確實重新起了一個新的事物，與上層事物沒有關系。